CN110943657A - 永磁同步电机无模型自适应转速控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了永磁同步电机无模型自适应转速控制方法及系统，包括：将永磁同步电机的转速运动方程；基于上述离散形式的永磁同步电机的转速运动方程，建立未依赖精确的电机模型和参数的无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器；将电机运行过程中转子机械角速度及电机转速参考值输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器，根据转速控制律得到控制输出；利用非线性扰动观测器对包括负载扰动在内的集总扰动进行观测，并进行抑制，进而控制永磁同步电机的运行。该方法中的转速控制器对电机运行过程中参数变化的影响不敏感，能够抵抗参数扰动对电机控制性能的影响，具有很好的鲁棒性。

Description

永磁同步电机无模型自适应转速控制方法及系统

技术领域

本发明属于永磁同步电机转速控制领域，尤其涉及永磁同步电机无模型自适应转速控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

近年来，永磁同步电机以其结构简单、体积小、可靠性高等优点，被广泛应用于机器人、电动汽车、轨道交通等领域。

目前，大多数永磁同步电动机调速系统仍采用传统的比例-积分控制策略，该策略控制简单，易于实现。然而，永磁同步电机是一个多变量、强耦合、模型不确定性的非线性系统，参数变化和电机负载扰动很容易影响比例-积分方法的控制性能，因此，传统的控制策略已经很难满足高性能伺服系统的控制要求。

现有提出的许多先进控制策略，对永磁同步电机转速控制性能进行改善和提高，其中滑模控制方法因实现简单，响应速度快，鲁棒性强等优点被广泛应用和研究。

但是这些控制方法均是基于模型的控制方法，而永磁同步电机的数学模型在某些工况下具有不确定性。

因此，为保证永磁同步电机稳定可靠的运行，需要使电机在运行过程中面临参数扰动和负载扰动的影响下高效稳定运行。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了永磁同步电机无模型自适应转速控制方法，该方法基于无模型自适应离散积分终端滑模控制方法设计永磁同步电动机驱动系统转速控制器，替代传统的比例-积分控制方法，实现电机转速的快速稳定跟踪控制，同时发明中提出的非线性扰动观测器进一步提高了电机的抵抗负载扰动的能力。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

永磁同步电机无模型自适应转速控制方法，包括：

将永磁同步电机的转速运动方程，在考虑采样时间下转化为离散形式；

基于上述离散形式的永磁同步电机的转速运动方程，建立未依赖精确的电机模型和参数的无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器；

将电机运行过程中转子机械角速度及电机转速参考值输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器，根据转速控制律得到控制输出；

利用非线性扰动观测器对包括负载扰动在内的集总扰动进行观测，并进行抑制，进而控制永磁同步电机的运行。

进一步的技术方案，无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器建立过程为：

定义永磁同步电机伺服系统的转速跟踪误差；

基于定义的转速跟踪误差，选择离散时间终端滑模方程；

无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器基于以下离散时间趋近率得到；

模型自适应离散积分终端滑模转速控制器的控制律：

{λ₁ ^-1[s(k)-λ₂E(k)]-y_m(k)+y_r(k+1)-λ_ssgn(s(k))}

伪偏导数的参数φ(k)，

进一步的技术方案，非线性扰动观测器为

其中，p是扰动观测器内部状态变量，l₁是观测器控制增益。

为观测器输出的扰动估计值。

进一步的技术方案，转速控制律为：

Δu(k)＝Δu^*(k)+Δu′(k)

进一步的技术方案，电机转速参考值ω_ref和电机实际运行中的转子机械角速度ω输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器中，得到控制输出Δu^*(k)，非线性扰动观测器的输出再乘以控制增益后得到Δu′(k)，两者之和Δu(k)＝Δu^*(k)+Δu′(k)作为q轴交轴PI电流控制器的控制输入与所述转矩电流反馈量i_q的比较差值，输入到采用PI控制方法所设计得到的交轴PI电流控制器。

进一步的技术方案，将交轴PI电流控制器输出u_d和直轴电流控制器输出u_q经过坐标变换模块，将采集到的输入电压，经过Park逆变换生成两相静止坐标系下的两相控制电压u_α和u_β。

进一步的技术方案，永磁同步电机的转速运动方程获得步骤为：

获得永磁同步电机在dq轴同步旋转坐标系下的转速方程；

建立考虑扰动项的永磁同步电机转速方程；

基于在dq同步旋转坐标系下的定子电感相等，化简得到的永磁同步电机转速方程：

其中，n_p为极对数；ω为转子机械角速度；Φ为永磁体产生的磁链；J为转动惯量；B为摩擦系数，i_q为q轴旋转坐标系下的定子电流，f_ω代表系统参数变化和外部负载引起的扰动。

永磁同步电机无模型自适应转速控制系统，包括：

永磁同步电机转速方程建立模块，将永磁同步电机的转速运动方程，在考虑采样时间下转化为离散形式；

控制器建立模块，基于上述离散形式的永磁同步电机的转速运动方程，建立未依赖精确的电机模型和参数的无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器；

控制器输出模块，将电机运行过程中转子机械角速度及电机转速参考值输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器，根据转速控制律得到控制输出；

观测模块，利用非线性扰动观测器对包括负载扰动在内的集总扰动进行观测，并进行抑制，进而控制永磁同步电机的运行。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、该方法中的无模型自适应离散积分终端滑模控制，使设计的转速控制器只依赖系统的I/O实时数据，而不需要电机精确的数学模型。

2、该方法中的转速控制器对电机运行过程中参数变化的影响不敏感，在保证永磁同步电机转速控制系统在快速跟踪给定转速的同时，能够抵抗参数扰动对电机控制性能的影响，具有很好的鲁棒性。

3、所提出的非线性扰动观测器，保证了永磁同步电机抵抗负载扰动的能力，从而使永磁同步电机在具有良好转速跟踪性能的同时，拥有优秀的抵抗外部负载扰动和内部参数扰动的能力和强鲁棒性。

4、该方法中的转速控制器设计方法可以替代传统的PI控制方法，实现电机转速的快速稳定跟踪控制，是一种运用先进算法实现电机转速控制的新方法。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1本发明所提基于扰动观测器的永磁同步电机无模型自适应离散积分终端滑模转速控制方法示意图；

图2a给定参考转速n＝200r/min时，电机起动过程中的转速跟踪曲线与对比；

图2b给定参考转速n＝600r/min时，电机起动过程中的转速跟踪曲线与对比；

图2c给定参考转速n＝800r/min时，电机起动过程中的转速跟踪曲线与对比；

图2d给定参考转速n＝1000r/min时，电机起动过程中的转速跟踪曲线与对比；

图3a给定参考转速n＝200r/min，负载转矩突变时的转速响应曲线与对比；

图3b给定参考转速n＝600r/min，负载转矩突变时的转速响应曲线与对比；

图3c给定参考转速n＝800r/min，负载转矩突变时的转速响应曲线与对比；

图3d给定参考转速n＝1000r/min，负载转矩突变时的转速响应曲线与对比；

图4非线性扰动观测器观测的扰动估计值曲线。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

整体技术构思：

基于永磁同步电机在d-q轴同步旋转坐标系下的数学模型，把其中的转速运动方程转化为离散形式，并得到其紧格式动态线性化模型。

然后采用离散积分终端滑模控制方法设计得到永磁同步电机无模型自适应转速控制器。

设计的转速控制器只依赖控制系统的实时测量得到的I/O数据，而不需要电机的数学模型和参数，因而对系统未建模动态和电机运行过程中因参数变化产生的扰动，具有强鲁棒性。

因为转速控制器设计过程中未考虑扰动项对控制性能的影响，引入非线性扰动观测器对扰动项进行估计并加以抑制。非线性扰动观测器的输出，作为补偿控制输入前馈至q轴电流环控制器。

最终的转速控制律为无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器输出和非线性扰动观测器的输出之和。

本申请基于永磁同步电机在同步旋转坐标系下的转速运动方程，在考虑采样时间T_s的情况下转化为离散形式，并基于此设计得到无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器，因为控制器的得到未依赖精确的电机模型和参数，因而对参数扰动具有强鲁棒性。同时，为进一步提高永磁同步电机伺服系统抵抗负载扰动的能力，提出非线性扰动观测器对系统中的包括负载扰动在内的集总扰动进行观测，并进行抑制。从而保证电机获得良好的转速控制性能和精度。

本申请所设计的转速控制器，能够使永磁同步电机调速系统在有限时间内快速跟踪给定转速ω_ref，同时当电机遇到参数扰动和外部负载扰动的时，转速控制器具有强抗干扰能力和强鲁棒性。

实施例一

本实施例公开了永磁同步电机无模型自适应转速控制方法，包括以下步骤：

步骤1：因为本发明提出的无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器是基于离散时间系统提出，所以首先需要将永磁同步电机的转速运动方程，

在考虑采样时间T_s下转化为离散形式，所述的转速运动方程离散化过程具体包括：

步骤1.1：永磁同步电机(PMSM)在dq轴同步旋转坐标系下的转速方程为：

式中，L_d、L_q为dq同步旋转坐标系下的定子电感；i_d，i_q分别为dq轴旋转坐标系下的定子电流；n_p为极对数；ω为转子机械角速度；Φ为永磁体产生的磁链；J为转动惯量；B为摩擦系数；τ_L为负载转矩。

令f_ω代表系统参数变化和外部负载引起的扰动，并定义如下：

f_ω＝-(ΔJ+ΔBω+τ_L-n_p(ΔL_d-ΔL_q)i_di_q-n_pΔΦi_q) (2)

式中，ΔJ，ΔB，ΔL_d，ΔL_q，ΔΦ分别为电机运行中实际值和额定值的误差。

考虑扰动项的永磁同步电机转速方程为

又因为本发明中采用的电机为表贴式永磁同步电机，L_d＝L_q。最终，化简得到的永磁同步电机转速方程为：

步骤1.2：根据化简后的永磁同步电机转速运动方程，定义y_m＝ω,u＝i_q,

从而得到转速环运动方程的超局部模型形式：

根据转速运动方程的超局部模型，在考虑采样时间T_s的情况下将其离散化:

其中，y_m(k+1)为系统k+1时刻的转速输出，u(k)为系统k时刻的控制输入，F(k)表示扰动和系统中的未建模动态。

y_m(k+1)＝y_m(k)+T_sαu(k)+T_sF(k) (7)

步骤1.3：定义y(k+1)＝y_m(k)+T_sαu(k)，T_sF(k)＝f(k)，进一步的把上式写为:

y_m(k+1)＝y(k+1)+f(k) (8)

同样的，系统k时刻的输出y_m(k)可以被写作：

y_m(k)＝y(k)+f(k-1) (9)

在考虑到采样周期足够小的情况，在两个采样时间间隔下的扰动可以看作是不变的定值。即f(k)＝f(k-1)。

从式(8)中可以知道，永磁同步电机的转速运动方程是一个单输入单输出的非线性系统，并且满足以下假设：1)、系统(8)的控制输入与输出是可控和可观的，即如果给定参考转速y_r(k+1)和控制输入u(k)是收敛的，则永磁同步电机的转速输出y_m(k+1)可以很好的跟踪期望的给定转速。2)、y(k+1)关于u(k)的偏导是连续的。3)、系统(8)满足广义Lipschitz条件。

步骤2：对满足步骤1中3条假设的单输入单输出系统，当|Δu(k)|≠0时，一定存在一个被称为伪偏导数的参数φ(k)，从而得到紧格式动态线性化模型：

Δy(k+1)＝φ(k)Δu(k) (10)

其中，Δy(k+1)＝y(k+1)-y(k)，Δu(k)＝u(k)-u(k-1)。

y(k+1)＝y(k)+φ(k)Δu(k) (11)

步骤3：令公式(8)减公式(9)得：

Δy_m(k+1)＝Δy(k+1)+Δf(k) (12)

其中，Δf(k)＝f(k)-f(k-1)＝0。

将式(10)带入式(12)得，

y_m(k+1)＝y_m(k)+φ(k)Δu(k) (13)

步骤4：对步骤2中提到的伪偏导数φ(k)，其估计方法为：

其中，μ>0,0<η≤1，当

或|Δu(k-1)|≤ε时，

将使(14)代入式(13)，可得：

其中，

δ(k)表示伪偏导数φ(k)实际值与估计值的误差。

步骤5：基于上述步骤，无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器的设计过程如下：

步骤5.1：首先定义永磁同步电机伺服系统的转速跟踪误差为：

e(k)＝y_m(k)-y_r(k) (16)

其中，y_m(k)表示系统实际转速输出，y_r(k)表示给定的参考转速，并且y_r(k+1)＝y_r(k)。

步骤5.2：基于定义的转速跟踪误差，将离散时间终端滑模方程选择为：

s(k)＝λ₁e(k)+λ₂E(k-1) (17)

其中，λ₁>0,λ₂>0。

积分误差E(k)表示为：

E(k)＝E(k-1)+e^β(k) (18)

其中，0<β<1。

步骤5.3：无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器基于以下离散时间趋近率得到：

Δs(k)＝s(k+1)-s(k)＝-λ₁λ_ssgn(s(k)) (19)

其中，λ_s为开关增益。

s(k)＝s(k+1)+λ₁λ_ssgn(s(k)) (20)

根据式(17)，式(20)可以被进一步的表示为：

s(k)＝λ₁e(k+1)+λ₂E(k)+λ₁λ_ssgn(s(k)) (21)

把式(15)、(16)代入公式(20)得：

步骤5.4：模型自适应离散积分终端滑模转速控制器的控制律就可以得出：

其中，Δu^*(k)为无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器的输出值；

表示伪偏导数φ(k)的估计值；δ(k)表示伪偏导数φ(k)实际值与估计值的误差；λ₁，λ₂，λ_s为控制器增益；s(k)表示离散时间终端滑模方程；E(k)表示积分误差；y_m(k)表示系统实际转速输出；y_r(k+1)表示k+1时刻系统参考转速。

步骤6：非线性扰动观测器的设计过程如下：

步骤6.1：根据考虑了扰动项的永磁同步电机转速运动方程式(3)，

步骤6.2：定义，x＝Jω，f(x)＝n_pΦi_q，d＝-Bω+f_ω，则式(24)可以被进一步表示成：

步骤6.3：本发明中的非线性扰动观测器被设计为：

其中，p是扰动观测器内部状态变量，l₁是观测器控制增益。

为观测器输出的扰动估计值。

步骤7：本发明中提出的基于非线性扰动观测器和无模型自适应离散积分终端滑模控制的最终转速控制律为：

Δu(k)表示最终的转速控制律；Δu^*(k)为无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器的输出值；Δu′(k)为非线性扰动观测器乘以前馈增益后的值；

表示伪偏导数φ(k)的估计值；δ(k)表示伪偏导数φ(k)实际值与估计值的误差；λ₁，λ₂，λ_s为控制器增益；s(k)表示离散时间终端滑模方程；E(k)表示积分误差；y_m(k)表示系统实际转速输出；y_r(k+1)表示k+1时刻系统参考转速。

在具体实施例子中，如图1所示，首先获取检测到的所述永磁同步电动机的定子电流i_a，i_b，i_c经过第二坐标变化模块转化为转矩电流反馈量i_q和励磁电流反馈量i_d。

通过转速编码器检测电机运行过程中的转速和位置信息，进而得到电机实际运行中的转子机械角速度_ω和转子位置θ。

将给出的电机转速参考值ω_ref和电机实际运行中的转子机械角速度ω输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器(MFA-DITSMC)中，得到控制输出Δu^*(k)，非线性扰动观测器的输出再乘以前馈增益后得到Δu′(k)，两者之和Δu(k)＝Δu^*(k)+Δu′(k)作为交轴电流控制器的控制输入与所述转矩电流反馈量i_q的比较差值，输入到采用PI控制方法所设计得到的交轴电流控制器。

直轴电流控制器同样采用PI控制方法搭建，该电流控制器采用

的控制方法：

取与d轴电流的差值，经过PI控制即可得到直轴电流控制器。

将交轴电流控制器输出u_d和直轴电流控制器输出u_q经过第一坐标变换模块，将采集到的输入电压，经过Park逆变换生成两相静止坐标系下的两相控制电压u_α和u_β。

根据SVPWM调制模块生成PWM调制波控制三相全桥逆变器开关器件，输出三相电压u_a，u_b和u_c，进而控制所述永磁同步电机的运行。

最后通过北京零思创奇公司提供的LINKS-RT永磁同步电机驱动控制平台，对基于扰动观测器的永磁同步电机无模型自适应离散积分终端滑模转速控制方法进行实验，验证所提出的控制方法在永磁同步电机控制系统中的可行性，结果如图2a-图4所示。

图2a、图2b、图2c、图2d为分别给定电机转速200r/min，600r/min，800r/min，1000r/min，电机参数和负载不变的情况下，分别采用传统PI控制方法和本发明所提方法时的转速曲线，图2a给定参考转速n＝200r/min时，电机起动过程中的转速跟踪曲线与对比；图2b给定参考转速n＝600r/min时，电机起动过程中的转速跟踪曲线与对比；图2c给定参考转速n＝800r/min时，电机起动过程中的转速跟踪曲线与对比；图2d给定参考转速n＝1000r/min时，电机起动过程中的转速跟踪曲线与对比；从图中看出，与传统PI控制方法相比较，本发明所提方法在电机起动时转速响应更快，超调量更小。

当电机分别稳定运行在转速200r/min，600r/min，800r/min，1000r/min，在t＝10s时，给电机突加3.5N·m的负载扰动，在t＝15s时，再去除3.5N·m的负载扰动，图3a-图3d为对应的转速变化曲线，图3a给定参考转速n＝200r/min，负载转矩突变时的转速响应曲线与对比；图3b给定参考转速n＝600r/min，负载转矩突变时的转速响应曲线与对比；图3c给定参考转速n＝800r/min，负载转矩突变时的转速响应曲线与对比；图3d给定参考转速n＝1000r/min，负载转矩突变时的转速响应曲线与对比。从实验结果看出，负载转矩突变时，所提方法与PI控制方法相比较，转速跌落更小，且更快的恢复到稳定值。图4非线性扰动观测器观测的扰动变化值曲线，从图中看出，采用观测器能较好的估计出负载转矩的变化，保证所设计的控制器具有较好的抗扰动性能。

本申请实施例子的转速控制器是基于无模型自适应控制和离散积分终端滑模控制方法设计得到的，与传统的依赖电机模型的控制策略相比，能更好的应对系统中的未建模动态和模型的不确定性等问题对电机转速性能的影响。同时，转速控制器中没有使用电机参数，因此，控制器对电机运行过程中引起的参数扰动也具有强鲁棒性。为进一步提高电机抵抗负载扰动的能力，采用非线性扰动观测器对系统中存在的集总扰动进行估计和抑制。综上，本发明在使电机具有良好的转速跟踪性能的同时，提高了系统抵抗参数扰动与负载扰动的能力，从而实现永磁同步电机驱动系统的高性能安全运行。

实施例二

本实施例的目的是提供一种计算装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤，包括：

将永磁同步电机的转速运动方程，在考虑采样时间下转化为离散形式；

基于上述离散形式的永磁同步电机的转速运动方程，建立未依赖精确的电机模型和参数的无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器；

将电机运行过程中转子机械角速度及电机转速参考值输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器，根据转速控制律得到控制输出；

利用非线性扰动观测器对包括负载扰动在内的集总扰动进行观测，并进行抑制，进而控制永磁同步电机的运行。

实施例三

本实施例的目的是提供一种计算机可读存储介质。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行以下步骤：

将永磁同步电机的转速运动方程，在考虑采样时间下转化为离散形式；

基于上述离散形式的永磁同步电机的转速运动方程，建立未依赖精确的电机模型和参数的无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器；

将电机运行过程中转子机械角速度及电机转速参考值输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器，根据转速控制律得到控制输出；

利用非线性扰动观测器对包括负载扰动在内的集总扰动进行观测，并进行抑制，进而控制永磁同步电机的运行。

实施例子四

本实施例公开了永磁同步电机无模型自适应转速控制系统，包括：

永磁同步电机转速方程建立模块，将永磁同步电机的转速运动方程，在考虑采样时间下转化为离散形式；

控制器建立模块，基于上述离散形式的永磁同步电机的转速运动方程，建立未依赖精确的电机模型和参数的无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器；

控制器输出模块，将电机运行过程中转子机械角速度及电机转速参考值输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器，根据转速控制律得到控制输出；

观测模块，利用非线性扰动观测器对包括负载扰动在内的集总扰动进行观测，并进行抑制，进而控制永磁同步电机的运行。

以上实施例二、三和四的装置中涉及的各步骤与方法实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质；还应当被理解为包括任何介质，所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.永磁同步电机无模型自适应转速控制方法，其特征是，包括：

将永磁同步电机的转速运动方程，在考虑采样时间下转化为离散形式；

基于上述离散形式的永磁同步电机的转速运动方程，建立未依赖精确的电机模型和参数的无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器；

将电机运行过程中转子机械角速度及电机转速参考值输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器，根据转速控制律得到控制输出；

利用非线性扰动观测器对包括负载扰动在内的集总扰动进行观测，并进行抑制，进而控制永磁同步电机的运行。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机无模型自适应转速控制方法，其特征是，无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器建立过程为：

定义永磁同步电机伺服系统的转速跟踪误差；

基于定义的转速跟踪误差，选择离散时间终端滑模方程；

无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器基于以下离散时间趋近率得到；

模型自适应离散积分终端滑模转速控制器的控制律：

{λ₁ ^-1[s(k)-λ₂E(k)]-y_m(k)+y_r(k+1)-λ_ssgn(s(k))}

伪偏导数的参数φ(k)。

3.如权利要求1所述的永磁同步电机无模型自适应转速控制方法，其特征是，非线性扰动观测器为

其中，p是扰动观测器内部状态变量，l₁是观测器控制增益。

为观测器输出的扰动估计值。

4.如权利要求1所述的永磁同步电机无模型自适应转速控制方法，其特征是，转速控制律为：

5.如权利要求1所述的永磁同步电机无模型自适应转速控制方法，其特征是，电机转速参考值ω_ref和电机实际运行中的转子机械角速度ω输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器中，得到控制输出Δu^*(k)，非线性扰动观测器的输出再乘以控制增益后得到Δu′(k)，两者之和Δu(k)＝Δu^*(k)+Δu′(k)作为q轴交轴PI电流控制器的控制输入与所述转矩电流反馈量i_q的比较差值，输入到采用PI控制方法所设计得到的交轴PI电流控制器。

6.如权利要求1所述的永磁同步电机无模型自适应转速控制方法，其特征是，将交轴PI电流控制器输出u_d和直轴电流控制器输出u_q经过坐标变换模块，将采集到的输入电压，经过Park逆变换生成两相静止坐标系下的两相控制电压u_α和u_β。

7.如权利要求1所述的永磁同步电机无模型自适应转速控制方法，其特征是，永磁同步电机的转速运动方程获得步骤为：

获得永磁同步电机在dq轴同步旋转坐标系下的转速方程；

建立考虑扰动项的永磁同步电机转速方程；

基于在dq同步旋转坐标系下的定子电感相等，化简得到的永磁同步电机转速方程：

其中，n_p为极对数；ω为转子机械角速度；Φ为永磁体产生的磁链；J为转动惯量；B为摩擦系数，i_q为q轴旋转坐标系下的定子电流，f_ω代表系统参数变化和外部负载引起的扰动。

8.永磁同步电机无模型自适应转速控制系统，其特征是，包括：

永磁同步电机转速方程建立模块，将永磁同步电机的转速运动方程，在考虑采样时间下转化为离散形式；

控制器建立模块，基于上述离散形式的永磁同步电机的转速运动方程，建立未依赖精确的电机模型和参数的无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器；

控制器输出模块，将电机运行过程中转子机械角速度及电机转速参考值输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器，根据转速控制律得到控制输出；

观测模块，利用非线性扰动观测器对包括负载扰动在内的集总扰动进行观测，并进行抑制，进而控制永磁同步电机的运行。

9.一种计算装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤，包括：

将永磁同步电机的转速运动方程，在考虑采样时间下转化为离散形式；

基于上述离散形式的永磁同步电机的转速运动方程，建立未依赖精确的电机模型和参数的无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器；

将电机运行过程中转子机械角速度及电机转速参考值输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器，根据转速控制律得到控制输出；

利用非线性扰动观测器对包括负载扰动在内的集总扰动进行观测，并进行抑制，进而控制永磁同步电机的运行。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，该程序被处理器执行时执行以下步骤：

将永磁同步电机的转速运动方程，在考虑采样时间下转化为离散形式；

基于上述离散形式的永磁同步电机的转速运动方程，建立未依赖精确的电机模型和参数的无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器；

将电机运行过程中转子机械角速度及电机转速参考值输入无模型自适应离散积分终端滑模转速控制器，根据转速控制律得到控制输出；

利用非线性扰动观测器对包括负载扰动在内的集总扰动进行观测，并进行抑制，进而控制永磁同步电机的运行。

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