一種永磁同步直線電機(jī)平移滑平面滑模位置控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種永磁同步直線電機(jī)平移滑平面滑模位置控制方法。提供一平移滑平面滑?？刂葡到y(tǒng)以實(shí)現(xiàn)永磁同步直線電機(jī)的高精度位置控制，以使系統(tǒng)具有良好跟蹤性能的同時(shí)具有良好的魯棒性和抗干擾能力。本發(fā)明通過在位置控制外環(huán)中加入滑模變結(jié)構(gòu)控制器，使位置差成為狀態(tài)變量，受到控制器控制進(jìn)入滑平面滑動(dòng)，使得位置跟蹤穩(wěn)定且與電機(jī)的參數(shù)變化及外部擾動(dòng)無關(guān)，直接滿足永磁同步直線電機(jī)位置跟蹤及抗干擾的目的；與傳統(tǒng)滑平面相比，本文設(shè)計(jì)的平移滑平面能使永磁同步直線電機(jī)在保持快速跟蹤響應(yīng)的同時(shí)具有更好的魯棒性和抗干擾能力；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高，可應(yīng)用于工程實(shí)踐中。
【專利說明】一種永磁同步直線電機(jī)平移滑平面滑模位置控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種永磁同步直線電機(jī)平移滑平面滑模位置控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁同步直線電機(jī)是一種能將電能直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的機(jī)械裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、高精度、高速度和低維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。正是由于缺少了中間緩沖環(huán)節(jié)，推力波動(dòng)、摩擦力等干擾直接作用于永磁同步直線電機(jī)，與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，它對(duì)負(fù)載擾動(dòng)、電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)變化更為敏感，對(duì)干擾的抑制質(zhì)量要求更高，非線性程度也更強(qiáng)。
[0003]滑模變結(jié)構(gòu)的控制方法適合于參數(shù)不確定的非線性系統(tǒng)。通過一定的控制策略讓控制量不斷切換，即系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不停的變化，有目標(biāo)地強(qiáng)迫系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的滑模面滑動(dòng)。系統(tǒng)進(jìn)入滑模狀態(tài)后，系統(tǒng)的穩(wěn)定性與動(dòng)態(tài)品質(zhì)僅取決于滑模面及滑模面的參數(shù)。由于滑動(dòng)模態(tài)是可以設(shè)計(jì)的，且與系統(tǒng)參數(shù)變化及外部擾動(dòng)無關(guān)，因此魯棒性強(qiáng)、可靠性高。一些學(xué)者將一種采用了新型的趨近律設(shè)計(jì)的控制律應(yīng)用于電機(jī)控制中，這種方法不僅提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，并且有效地降低了抖陣。一些學(xué)者提出了在系統(tǒng)中加入觀測(cè)器并用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)估計(jì)誤差上界的方法，這種方法提高了系統(tǒng)的精度，減小了跟蹤誤差，使系統(tǒng)具有良好的快速性和穩(wěn)定性，但由于加入了觀測(cè)器使得系統(tǒng)變得更為復(fù)雜，且引入的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致計(jì)算量過于龐大且不易于實(shí)現(xiàn)。這些常規(guī)電機(jī)滑模控制系統(tǒng)由于滑平面固定，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)較大擾動(dòng)或參數(shù)攝動(dòng)較大時(shí)，系統(tǒng)狀態(tài)量在趨于滑平面的過程中不能迅速收斂，從而系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度較慢，系統(tǒng)的抗干擾能力和魯棒性較差。平移滑平面控制比常規(guī)滑?？刂凭哂懈玫聂敯粜院涂垢蓴_能力，且結(jié)構(gòu)簡單易于工程中實(shí)現(xiàn)。迄今為止，平移滑平面滑?？刂品椒ㄔ谟来磐街本€電機(jī)中尚未得到應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種永磁同步直線電機(jī)平移滑平面滑模位置控制方法，以使系統(tǒng)具有良好跟蹤性能的同時(shí)具有良好的魯棒性和抗干擾能力。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種永磁同步直線電機(jī)平移滑平面滑模位置控制方法，提供一平移滑平面滑?？刂葡到y(tǒng)以實(shí)現(xiàn)永磁同步直線電機(jī)的位置控制，該系統(tǒng)包括主電路和控制電路，其中，所述主電路包括交流電源，整流器以及三相逆變器，用于整個(gè)系統(tǒng)的供電；所述控制電路包括電流控制內(nèi)環(huán)和位置控制外環(huán)，且所述位置控制外環(huán)中設(shè)置有滑模變結(jié)構(gòu)控制器，所述滑模變結(jié)構(gòu)控制器在位置控制外環(huán)中，以動(dòng)子位移d與給定位移dm之間的位移差e為輸入信號(hào)，輸出電流指令控制信號(hào)i,;具體包括步驟如下，
步驟S1:設(shè)計(jì)滑模面:
已知永磁同步直線電機(jī)機(jī)械動(dòng)態(tài)方程為:
【權(quán)利要求】
1.一種永磁同步直線電機(jī)平移滑平面滑模位置控制方法，其特征在于:提供一平移滑平面滑?？刂葡到y(tǒng)以實(shí)現(xiàn)永磁同步直線電機(jī)的位置控制，該系統(tǒng)包括主電路和控制電路，其中，所述主電路包括交流電源，整流器以及三相逆變器，用于整個(gè)系統(tǒng)的供電；所述控制電路包括電流控制內(nèi)環(huán)和位置控制外環(huán)，且所述位置控制外環(huán)中設(shè)置有滑模變結(jié)構(gòu)控制器，所述滑模變結(jié)構(gòu)控制器在位置控制外環(huán)中，以動(dòng)子位移d與給定位移dm之間的位移差e為輸入信號(hào)，輸出電流指令控制信號(hào)i,;具體包括步驟如下， 步驟S1:設(shè)計(jì)滑模面: 已知永磁同步直線電機(jī)機(jī)械動(dòng)態(tài)方程為-11- KjI* =Md+ Dd+ F1
化簡后得
【文檔編號(hào)】H02P27/08GK104038133SQ201410277852
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】黃宴委, 陳迪, 陳少斌, 熊少華 申請(qǐng)人:福州大學(xué)