CN112104279B - 一种基于非线性终端滑模算法的轮毂电机控制方法 - Google Patents

一种基于非线性终端滑模算法的轮毂电机控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112104279B
CN112104279B CN202011010304.8A CN202011010304A CN112104279B CN 112104279 B CN112104279 B CN 112104279B CN 202011010304 A CN202011010304 A CN 202011010304A CN 112104279 B CN112104279 B CN 112104279B
Authority
CN
China
Prior art keywords
representing
sliding mode
hub motor
differential
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011010304.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112104279A (zh
Inventor
黄皓
涂群章
蒋成明
潘明
朱昌林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Army Engineering University of PLA
Original Assignee
Army Engineering University of PLA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Army Engineering University of PLA filed Critical Army Engineering University of PLA
Priority to CN202011010304.8A priority Critical patent/CN112104279B/zh
Publication of CN112104279A publication Critical patent/CN112104279A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112104279B publication Critical patent/CN112104279B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0003—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • H02P21/0007—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control using sliding mode control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/18—Estimation of position or speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Abstract

一种基于非线性终端滑模算法的轮毂电机控制方法，涉及轮毂电机控制的技术领域，本发明包括以下几个步骤：搭建轮毂电机的数学模型；确定控制量输入，定义轮毂电机系统的状态常量；设计终端滑模面S；得到电机控制器的输入u(t)；对轮毂电机进行控制；对轮毂电机的转速ω进行检测，若符合收敛指令的要求，则结束控制；若不符合收敛指令的要求，则返回第二步重新控制。本发明在滑动超平面的设计中引入非线性函数，构造终端滑模面，使得轮毂电机控制中滑模面可在有限时间T内收敛到零，从而提高控制精度和稳定性。

Description

一种基于非线性终端滑模算法的轮毂电机控制方法
技术领域
本发明涉及轮毂电机控制的技术领域，尤其涉及针对电传动汽车中驱动轮毂电机速度控制方法的技术领域。
背景技术
目前对车辆环境友好型和能源节约型的驱动要求，促使电传动车辆驱动问题成为未来研究的重点。轮毂电机以其功率密度高、体积小、结构简单，被广泛应用于电传动车辆中。采用轮毂电机的电传动车辆，通过柔性电缆对各部件进行连接，省掉了齿轮箱、传动轴等机械部件，大大提高了空间利用率，且调速性能优越，在实际控制中能高效运行、降低故障率、提高驱动对象的使用寿命，目前是国内外研究的热点。
由于轮毂电机驱动的电传动车辆中，电机控制精度会直接影响到车辆行驶过程中的稳定性和安全性，同时车辆在行驶过程中，电机内部参数变化和外界干扰也会使得电机转速产生波动。轮毂电机是一个非线性、强耦合的复杂控制系统，针对这种系统，滑模控制方法以其对参数变化不敏感、抗干扰性能强、响应迅速等优点可较好地运用于电传动车辆中轮毂电机的转速调控。但传统滑模控制通常会选择一个线性的滑动平面，使系统到达滑动模态时，跟踪误差渐进收敛，滑动平面始终无法使得跟踪误差在有限时间内收敛到零，因此电机在控制过程中无法实现高精度控制。
发明内容
本发明针对上述无法在有限时间内实现快速收敛问题，提供了一种基于非线性终端滑模算法的轮毂电机控制方法，在滑动超平面的设计中引入非线性函数，构造终端滑模面，使得轮毂电机控制中滑模面可在有限时间T内收敛到零，从而提高控制精度和稳定性。
一种基于非线性终端滑模面的轮毂电机控制方法，包括以下几个步骤：
步骤S1：搭建轮毂电机的数学模型；
步骤S2：确定控制量输入，定义轮毂电机系统的状态常量x1、x2；
步骤S3：根据步骤S1搭建的电机模型和步骤S2的状态常量，设计终端滑模面S；
步骤S4：得到电机控制器的输入u(t)；
步骤S5：对轮毂电机进行控制；
步骤S6：对轮毂电机的转速ω进行检测，若符合收敛指令的要求，则结束控制；若不符合收敛指令的要求，则返回步骤S2重新控制。
优选的是，本发明步骤S1搭建轮毂电机的数学模型，具体过程如下：
轮毂电机的转矩方程为：
Figure BDA0002697362680000021
其中，Ld表示d轴磁滞系数，Lq表示q轴磁滞系数，id表示d轴电流值，iq表示q轴电流值。
根据表贴式轮毂电机特点，Ld＝Lq＝L，化简轮毂电机转矩方程可得
Figure BDA0002697362680000022
可得轮毂电机的运动方程为：
Figure BDA0002697362680000023
其中TL表示负载转矩。
优选的是，本发明步骤S2确定控制量输入，定义轮毂电机系统的状态常量，具体过程如下：
Figure BDA0002697362680000024
式中
Figure BDA0002697362680000025
表示给定速度，ω表示输出速度，
Figure BDA0002697362680000026
表示给定速度的微分，
Figure BDA0002697362680000027
表示输出速度的微分，可得出
Figure BDA0002697362680000028
因为二阶非线性系统一般方程为
Figure BDA0002697362680000029
其中x1表示轮毂电机输出角速度，x2表示轮毂电机输出角加速度，
Figure BDA0002697362680000031
表示角速度的微分，
Figure BDA0002697362680000032
表示角加速度的微分，t表示响应时间，f(x,t)表示二阶响应，Δf(x,t)表示二阶响应的微分，TL表示负载转矩，J表示电机转动惯量，P表示电机磁极对数，ψ表示永磁体磁滞系数，iq表示q轴上电流值，b表示控制系数，u表示控制器控制式，d(t)表示外界扰动，令式中的
Figure BDA0002697362680000033
为轮毂电机控制系统中的控制量输入u(t)，u(t)表示输入控制量，则
Figure BDA0002697362680000034
通过设计控制率，使得轮毂电机控制系统状态模量x＝[x1,x2]可在有限时间T内实现对期望状态xd＝[x1d,x2d]的跟踪，式中x1d表示x1的期望状态值，x2d表示x2的期望状态值。
优选的是，本发明步骤S3设计终端滑模面S，具体过程如下：
定义误差向量为
Figure BDA0002697362680000035
滑模函数设计为
s＝C(E-P)
其中e表示转速误差，
Figure BDA0002697362680000036
表示转速误差的微分，滑模状态矢量C＝[c,1]，C表示滑模控制参数，终端滑模矢量
Figure BDA0002697362680000037
p(t)表示终端滑模函数，
Figure BDA0002697362680000038
表示终端滑模函数的微分，
为了使系统的状态模量x在时间T内实现对期望状态xd＝[x1d,x2d]的状态追踪，本专利设计了一种终端滑模切换面，定义P(0)＝E(0)，即p(0)＝e(0)，
Figure BDA0002697362680000039
当切换面在指定时间T内实现收敛时，取t＝T，此时p(t)＝0,
Figure BDA00026973626800000310
其中P(0)表示终端滑模向量的初始状态，E(0)为误差向量的初始状态，p(0)表示终端滑模函数的初始状态，e(0)表示转速误差的初始状态，
Figure BDA00026973626800000311
表示终端滑模函数微分的初始状态，
Figure BDA00026973626800000312
表示转速误差初始状态的微分，
Figure BDA00026973626800000313
表示终端滑模函数的二阶微分；
构造终端函数p(t)的多项式：
Figure BDA0002697362680000041
其中aij(i,j＝0,1,2)为多项式系数，都为常数，可通过方程求解得到，
Figure BDA0002697362680000042
为转速误差初始状态的二阶微分。
优选的是，本发明设计终端滑模控制器，具体过程如下：
令e＝x1-x1d,
Figure BDA0002697362680000043
其中
Figure BDA0002697362680000044
表示期望转速的微分，
Figure BDA0002697362680000045
表示转速误差的二阶微分，
Figure BDA0002697362680000046
表示实际转速的二阶微分，
Figure BDA0002697362680000047
表示期望转速的二阶微分，可得滑模面的微分为：
Figure BDA0002697362680000048
其中
Figure BDA00026973626800000416
表示终端滑模面的微分，
Figure BDA0002697362680000049
表示终端滑模控制式的微分，
Figure BDA00026973626800000410
表示终端滑模式的微分，
Figure BDA00026973626800000411
表示终端滑模式的二阶微分，b表示滑模趋近常数，u表示控制器控制式。
优选的是，本发明步骤S6中收敛指令的具体过程如下：
Figure BDA00026973626800000412
其中V表示李雅普诺夫函数，s表示终端滑模面，
当
Figure BDA00026973626800000413
时，认为控制系统是可收敛的，取控制器设计为：
Figure BDA00026973626800000414
则
Figure BDA00026973626800000415
本发明设计一种根据速度误差反馈的非线性终端滑模轮毂电机控制方法，有效的解决了传统滑模面中的跟踪误差大，响应速度慢，抗干扰性差等不足。利用该非线性终端滑模面设计的滑模控制器在控制过程中具有较快的起动速度和响应速度，抑制了电机转速的超调，减少了电机控制过程中由滑模控制造成的稳态抖振，实现了运用于电传动车辆中轮毂电机的高精度，高效率控制。
附图说明
图1为本发明轮毂电机的控制框图。
图2为本发明轮毂电机起动时的转速仿真示意图。
图3为本发明轮毂电机突增负载时的转速仿真示意图。
图4为本发明轮毂电机转速轨迹追踪的仿真示意图。
图5(a)为轮毂电机输出角速度x1使用本发明的方法与现有技术之间的仿真对比示意图。
图5(b)为轮毂电机输出角加速度x2使用本发明的方法与现有技术之间的仿真对比示意图。
图5(c)为输入控制量u(t)使用本发明的方法与现有技术之间的仿真对比示意图。
图6为本发明控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
一种基于非线性终端滑模面的轮毂电机控制方法，包括以下几个步骤：
步骤S1：搭建轮毂电机的数学模型；具体过程如下：
轮毂电机的转矩方程为：
Figure BDA0002697362680000051
其中，Ld表示d轴磁滞系数，Lq表示q轴磁滞系数，id表示d轴电流值，iq表示q轴电流值。
根据表贴式轮毂电机特点，Ld＝Lq＝L，化简轮毂电机转矩方程可得
Figure BDA0002697362680000052
可得轮毂电机的运动方程为：
Figure BDA0002697362680000053
其中TL表示负载转矩。
步骤S2：确定控制量输入，定义轮毂电机系统的状态常量；具体过程如下：
Figure BDA0002697362680000061
式中
Figure BDA0002697362680000062
表示给定速度，ω表示输出速度，
Figure BDA0002697362680000063
表示给定速度的微分，
Figure BDA0002697362680000064
表示输出速度的微分，可得出
Figure BDA0002697362680000065
因为二阶非线性系统一般方程为
Figure BDA0002697362680000066
其中x1表示轮毂电机输出角速度，x2表示轮毂电机输出角加速度，
Figure BDA0002697362680000067
表示角速度的微分，
Figure BDA0002697362680000068
表示角加速度的微分，t表示响应时间，f(x,t)表示二阶响应，Δf(x,t)表示二阶响应的微分，TL表示负载转矩，J表示电机转动惯量，P表示电机磁极对数，ψ表示永磁体磁滞系数，iq表示q轴上电流值，b表示控制系数，u表示控制器控制式，d(t)表示外界扰动，令式中的
Figure BDA0002697362680000069
为轮毂电机控制系统中的控制量输入u(t)，u(t)表示输入控制量，则
Figure BDA00026973626800000610
通过设计控制率，使得轮毂电机控制系统状态模量x＝[x1,x2]可在有限时间T内实现对期望状态xd＝[x1d,x2d]的跟踪，式中x1d表示x1的期望状态值，x2d表示x2的期望状态值。
步骤S3：根据步骤S1搭建的电机模型和步骤S2的状态常量，设计终端滑模面S；具体过程如下：
定义误差向量为
Figure BDA00026973626800000611
滑模函数设计为
s＝C(E-P)
其中e表示转速误差，
Figure BDA00026973626800000612
表示转速误差的微分，滑模状态矢量C＝[c,1]，C表示滑模控制参数，终端滑模矢量
Figure BDA00026973626800000613
p(t)表示终端滑模函数，
Figure BDA00026973626800000614
表示终端滑模函数的微分，
为了使系统的状态模量x在时间T内实现对期望状态xd＝[x1d,x2d]的状态追踪，本专利设计了一种终端滑模切换面，定义P(0)＝E(0)，即p(0)＝e(0)，
Figure BDA0002697362680000071
当切换面在指定时间T内实现收敛时，取t＝T，此时p(t)＝0,
Figure BDA0002697362680000072
其中P(0)表示终端滑模向量的初始状态，E(0)为误差向量的初始状态，p(0)表示终端滑模函数的初始状态，e(0)表示转速误差的初始状态，
Figure BDA0002697362680000073
表示终端滑模函数微分的初始状态，
Figure BDA0002697362680000074
表示转速误差初始状态的微分，
Figure BDA0002697362680000075
表示终端滑模函数的二阶微分；
构造终端函数p(t)的多项式：
Figure BDA0002697362680000076
其中aij(i,j＝0,1,2)为多项式系数，都为常数，可通过方程求解得到，
Figure BDA0002697362680000077
为转速误差初始状态的二阶微分。
本发明的设计终端滑模控制器，具体过程如下：
令e＝x1-x1d,
Figure BDA0002697362680000078
其中
Figure BDA0002697362680000079
表示期望转速的微分，
Figure BDA00026973626800000710
表示转速误差的二阶微分，
Figure BDA00026973626800000711
表示实际转速的二阶微分，
Figure BDA00026973626800000712
表示期望转速的二阶微分，可得滑模面的微分为：
Figure BDA00026973626800000713
其中
Figure BDA00026973626800000714
表示终端滑模面的微分，
Figure BDA00026973626800000715
表示终端滑模控制式的微分，
Figure BDA00026973626800000716
表示终端滑模式的微分，
Figure BDA00026973626800000717
表示终端滑模式的二阶微分，b表示滑模趋近常数，u表示控制器控制式。
步骤S4：得到电机控制器的输入u(t)；
步骤S5：对轮毂电机进行控制；
步骤S6：对轮毂电机的转速ω进行检测，若符合终止指令，则结束控制；若不符合终止指令，则返回步骤S2重新控制。具体过程如下：
Figure BDA0002697362680000081
其中V表示李雅普诺夫函数，s表示终端滑模面，
当
Figure BDA0002697362680000082
时，认为控制系统是可收敛的，取控制器设计为：
Figure BDA0002697362680000083
则
Figure BDA0002697362680000084
实施例1
如图1所示，搭建轮毂电机控制框图，本发明采用速度、电流双闭环控制。该控制系统由轮毂电机、功率变换电路、电压空间矢量调制(SVPWM)、非线性终端滑模控制器、电流控制器组成。由图1可得，当转速差值反馈到非线性终端滑模控制器中，通过本发明的控制算法，可得出控制输入u(t)；u(t)转化为电流iq′输入至电流控制器，通过电流控制器中的PI控制，得出输入电压值，电压经过反Park变换后进入SVPWM，再经过功率变换电路对轮毂电机进行控制，轮毂电机输出的转速和位置可由转速，位置传感器检测后反馈至控制系统形成闭环控制。
搭建轮毂电机数学模型，为减少控制器负担，可适当简化其数学模型。轮毂电机的转矩方程为：
Figure BDA0002697362680000085
其中，Ld表示d轴磁滞系数，Lq表示q轴磁滞系数，id表示d轴电流值，iq表示q轴电流值。
根据表贴式轮毂电机特点，Ld＝Lq＝L，化简轮毂电机转矩方程可得
Figure BDA0002697362680000086
可得轮毂电机的运动方程为：
Figure BDA0002697362680000091
其中TL表示负载转矩
确定控制量输入，定义轮毂电机系统的状态常量
Figure BDA0002697362680000092
式中
Figure BDA0002697362680000093
表示给定速度，ω表示输出速度，
Figure BDA0002697362680000094
表示给定速度的微分，
Figure BDA0002697362680000095
表示输出速度的微分，可得出
Figure BDA0002697362680000096
因为二阶非线性系统一般方程为
Figure BDA0002697362680000097
令式中的
Figure BDA0002697362680000098
为轮毂电机控制系统中的控制量输入u(t)，则
Figure BDA0002697362680000099
进行伺服电机的终端滑模控制器设计，令终端滑模面为s＝C(E-P)，可得滑模控制式
Figure BDA00026973626800000910
根据Lyapunov函数
Figure BDA00026973626800000911
条件，可得控制量输入方程为
Figure BDA00026973626800000912
基于Matlab/Simulink对本发明进行仿真验证。
由图1可得，当控制系统收到给定速度的指令时，由终端滑模变结构控制算法的控制器将其转化为控制电流iq′，之后通过与反馈电流之间的闭环控制，经过电流控制器，得到轮毂电机的控制电压uq′，控制电压ud′和uq′经过park/Clark变换后得到旋转电压，旋转电压经过空间矢量变换得到PWM波形输入至逆变器，逆变器生成三相电压对轮毂电机进行控制。此控制框图中可得到电流和转速的反馈，形成双闭环控制。
由图2可得，当电机控制仿真系统收到1000r/min的起动指令时，本发明提出的控制方法相较PID控制方法和SMC控制方法具有启动速度快和零超调的特性，可以使得轮毂电机具有更快的启动速度和响应速度。
由图3可得，轮毂电机控制仿真系统收到30N·m的突增负载指令时，本发明提出的控制方法达到稳态所用的调节时间较短，响应速度较快，且转速波动较小，可以使得轮毂电机具有更好的抗干扰能力和鲁棒性。
由图4可得，当轮毂电机控制仿真系统收到转速为(n＝1200·cos(8πt))的指令时，本发明提出的控制方法由于具有更好的响应速度和控制精度，相较SMC控制方法具有更好的转速轨迹追踪特性。
如图5所示，相较SMC控制方法，本发明提出的控制方法中，轮毂电机输出角速度x1，轮毂电机输出角加速度x2，输入控制量u(t)与时间的关系，轮毂电机输出角速度x1、轮毂电机输出角加速度x2到达稳态所需时间更短，且控制量输入u(t)达到平衡状态更快。
本发明的具体实施步骤的流程图如图6所示，通过得到控制器输入u(t)，再将u(t)输入至轮毂电机的电机控制器中，可实现对轮毂电机的智能化控制。

Claims (4)

1.一种基于非线性终端滑模面的轮毂电机控制方法，其特征在于包括以下几个步骤：
步骤S1：搭建轮毂电机的数学模型；
步骤S2：确定控制量输入，定义轮毂电机系统的状态常量x1、x2；
步骤S3：根据步骤S1搭建的电机模型和步骤S2的状态常量，设计终端滑模面s；
步骤S4：得到电机控制器的输入u(t)；
步骤S5：对轮毂电机进行控制；
步骤S6：对轮毂电机的转速ω进行检测，若符合收敛指令的要求，则结束控制；若不符合收敛指令的要求，则返回步骤S2重新控制；
所述步骤S1搭建轮毂电机的数学模型，具体过程如下：
轮毂电机的转矩方程为：
Figure FDA0003608544580000011
其中，Ld表示d轴磁滞系数，Lq表示q轴磁滞系数，id表示d轴电流值，iq表示q轴电流值；
根据表贴式轮毂电机特点，Ld＝Lq＝L，化简轮毂电机转矩方程可得
Figure FDA0003608544580000012
可得轮毂电机的运动方程为：
Figure FDA0003608544580000013
其中TL表示负载转矩；
所述步骤S2确定控制量输入，定义轮毂电机系统的状态常量，具体过程如下：
Figure FDA0003608544580000014
式中
Figure FDA0003608544580000015
表示给定速度，ω表示输出速度，
Figure FDA0003608544580000016
表示给定速度的微分，
Figure FDA0003608544580000017
表示输出速度的微分，可得出
Figure FDA0003608544580000018
因为二阶非线性系统一般方程为
Figure FDA0003608544580000021
其中x1表示轮毂电机输出角速度，x2表示轮毂电机输出角加速度，
Figure FDA0003608544580000022
表示角速度的微分，
Figure FDA0003608544580000023
表示角加速度的微分，t表示响应时间，f(x,t)表示二阶响应，Δf(x,t)表示二阶响应的微分，TL表示负载转矩，J表示电机转动惯量，P表示电机磁极对数，ψ表示永磁体磁滞系数，iq表示q轴上电流值，b表示控制系数，u表示控制器控制式，d(t)表示外界扰动，令式中的
Figure FDA0003608544580000024
为轮毂电机控制系统中的控制量输入u(t)，u(t)表示输入控制量，则
Figure FDA0003608544580000025
通过设计控制率，使得轮毂电机控制系统状态模量x＝[x1,x2]可在有限时间T内实现对期望状态xd＝[x1d,x2d]的跟踪，式中x1d表示x1的期望状态值，x2d表示x2的期望状态值。
2.根据权利要求1所述的基于非线性终端滑模面的轮毂电机控制方法，其特征在于上述步骤S3设计终端滑模面s，具体过程如下：
定义误差向量为
Figure FDA0003608544580000026
滑模函数设计为
s＝C(E-P)
其中e表示转速误差，
Figure FDA0003608544580000027
表示转速误差的微分，滑模状态矢量C＝[c,1]，c表示滑模控制参数，终端滑模矢量
Figure FDA0003608544580000028
p(t)表示终端滑模函数，
Figure FDA0003608544580000029
表示终端滑模函数的微分，
为了使系统的状态模量x在时间T内实现对期望状态xd＝[x1d,x2d]的状态追踪，设计了一种终端滑模切换面，定义P(0)＝E(0)，即p(0)＝e(0)，
Figure FDA00036085445800000210
当切换面在指定时间T内实现收敛时，取t＝T，此时p(t)＝0,
Figure FDA00036085445800000211
其中P(0)表示终端滑模向量的初始状态，E(0)为误差向量的初始状态，p(0)表示终端滑模函数的初始状态，e(0)表示转速误差的初始状态，
Figure FDA00036085445800000212
表示终端滑模函数微分的初始状态，
Figure FDA00036085445800000213
表示转速误差初始状态的微分，
Figure FDA0003608544580000031
表示终端滑模函数的二阶微分；
构造终端函数p(t)的多项式：
Figure FDA0003608544580000032
其中aij为多项式系数，其中i,j＝0,1,2，都为常数，可通过方程求解得到，
Figure FDA0003608544580000033
为转速误差初始状态的二阶微分。
3.根据权利要求2所述的基于非线性终端滑模面的轮毂电机控制方法，其特征在于设计终端滑模控制器，具体过程如下：
令e＝x1-x1d,
Figure FDA0003608544580000034
其中
Figure FDA0003608544580000035
表示期望转速的微分，
Figure FDA0003608544580000036
表示转速误差的二阶微分，
Figure FDA0003608544580000037
表示实际转速的二阶微分，
Figure FDA0003608544580000038
表示期望转速的二阶微分，可得滑模面的微分为：
Figure FDA0003608544580000039
其中
Figure FDA00036085445800000310
表示终端滑模面的微分，
Figure FDA00036085445800000311
表示终端滑模控制式的微分，
Figure FDA00036085445800000312
表示终端滑模式的微分，
Figure FDA00036085445800000313
表示终端滑模式的二阶微分，b表示控制系数，u表示控制器控制式。
4.根据权利要求3所述的基于非线性终端滑模面的轮毂电机控制方法，其特征在于步骤S6中收敛指令的具体过程如下：
Figure FDA00036085445800000314
其中V表示李雅普诺夫函数，s表示终端滑模面，
当
Figure FDA00036085445800000315
时，认为控制系统是可收敛的，取控制器设计为：
Figure FDA00036085445800000316
则
Figure FDA0003608544580000041
CN202011010304.8A 2020-09-23 2020-09-23 一种基于非线性终端滑模算法的轮毂电机控制方法 Active CN112104279B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011010304.8A CN112104279B (zh) 2020-09-23 2020-09-23 一种基于非线性终端滑模算法的轮毂电机控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011010304.8A CN112104279B (zh) 2020-09-23 2020-09-23 一种基于非线性终端滑模算法的轮毂电机控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112104279A CN112104279A (zh) 2020-12-18
CN112104279B true CN112104279B (zh) 2022-07-08

Family

ID=73755988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011010304.8A Active CN112104279B (zh) 2020-09-23 2020-09-23 一种基于非线性终端滑模算法的轮毂电机控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112104279B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113391555B (zh) * 2021-07-13 2022-08-19 天津大学 基于非线性扰动观测器的四旋翼无人机降落控制方法
CN114362620A (zh) * 2021-12-31 2022-04-15 东南大学 一种高速永磁同步电机全速域飞启方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109946973A (zh) * 2019-04-12 2019-06-28 东北大学 一种结合快速终端滑模和线性滑模的组合滑模控制方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104467595A (zh) * 2014-12-05 2015-03-25 沈阳工业大学 直接驱动伺服系统的二阶滑模控制系统及其控制方法
CN109921707B (zh) * 2019-02-21 2021-06-22 江苏大学 一种开关磁阻轮毂电机无位置预测控制方法
CN110061671B (zh) * 2019-05-27 2020-07-31 中国人民解放军陆军工程大学 一种基于变速趋近率的永磁同步电机控制方法及控制系统
CN111614294A (zh) * 2020-06-09 2020-09-01 天津科技大学 一种基于终端滑模的永磁同步电机矢量控制方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109946973A (zh) * 2019-04-12 2019-06-28 东北大学 一种结合快速终端滑模和线性滑模的组合滑模控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112104279A (zh) 2020-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108092567B (zh) 一种永磁同步电动机转速控制系统及方法
US6924617B2 (en) Position sensorless control algorithm for AC machine
CN103532448B (zh) 一种电动汽车驱动系统的控制方法
CN110190795B (zh) 一种永磁同步电机级联式鲁棒预测电流控制方法
CN112104279B (zh) 一种基于非线性终端滑模算法的轮毂电机控制方法
CN113452295B (zh) 基于滑模趋近律的正弦化电励磁双凸极电机速度控制方法
CN109698655B (zh) 一种eps用交流电机智能复合控制器的构造方法
CN111756286B (zh) 一种高性能鲁棒永磁同步轮毂电机复合控制器
CN108377117B (zh) 基于预测控制的永磁同步电机复合电流控制系统及方法
CN108377115B (zh) 内置式永磁同步电机基速区与弱磁区的平滑切换控制方法
CN109842342B (zh) 一种纯电动汽车用轮毂电机抗干扰智能控制器
CN111193454B (zh) 开关磁阻轮毂电机减振及脉动抑制复合控制系统构造方法
CN112290843B (zh) 一种变指数幂次趋近律及其pmsm控制应用
CN110247586B (zh) 基于效率最优的电动公交车用永磁同步电机转矩分配方法
Ding et al. Research on pmsm vector control system based on fuzzy pi parameter self-tuning
CN111162710A (zh) 一种永磁轮毂电机转矩脉动抑制方法
CN113346809A (zh) 一种基于滑模观测器的轮毂电机平台速度控制系统及其控制方法
CN110829918B (zh) 一种变约束系数的伺服系统约束反步控制算法
CN115459667B (zh) 基于改进型趋近律的永磁同步电机无传感器滑模控制方法
CN116094383A (zh) 永磁同步电机时变非线性扰动观测器及电流约束控制方法
CN115133828A (zh) 一种永磁同步电机控制方法及系统
CN109586622B (zh) 基于滑模控制的水下推进器控制方法
CN108599646B (zh) 直驱型pmsm风电系统mppt的准pi扰动感知控制方法
CN112701979A (zh) 一种永磁同步电机转矩控制装置
CN112910350B (zh) 一种永磁同步电机鲁棒控制系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant