(一)本發(fā)明屬于直流無刷電機(jī)控制，具體涉及一種直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的終端滑?？刂品椒?。

背景技術(shù)：

0、(二)背景技術(shù)

1、直流無刷電機(jī)由于其高效率、高功率密度和良好的調(diào)速性能，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、電動汽車、航空航天等領(lǐng)域。隨著應(yīng)用場景的復(fù)雜化和多樣化，對直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制精度、響應(yīng)速度和抗干擾能力提出了更高的要求?；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制作為一種魯棒性較強(qiáng)的控制方法，因其對系統(tǒng)參數(shù)攝動和外界擾動具有不變性，逐漸成為電機(jī)控制系統(tǒng)中的一種重要手段。終端滑?？刂谱鳛榛Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制的改進(jìn)方法，具有快速收斂性和有限時(shí)間穩(wěn)定的特點(diǎn)，適用于非線性系統(tǒng)和不確定系統(tǒng)。

2、然而，傳統(tǒng)非奇異終端滑模算法在系統(tǒng)趨近滑模面的動態(tài)過程中，容易產(chǎn)生高頻抖振，這不僅影響控制精度，還可能對硬件設(shè)備造成損害。此外，傳統(tǒng)的滑模面設(shè)計(jì)在面對復(fù)雜擾動時(shí)，難以保證系統(tǒng)的抗干擾能力和動態(tài)響應(yīng)性能。盡管滑模控制對系統(tǒng)的參數(shù)攝動和外界擾動具有不變性，但在實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)的擾動可能是多維度、非線性的，傳統(tǒng)的滑模面設(shè)計(jì)難以準(zhǔn)確捕捉這些擾動的特性，從而導(dǎo)致控制效果下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

0、(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明提供了一種直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的終端滑?？刂品椒?，旨在解決統(tǒng)非奇異終端滑模算法在系統(tǒng)趨近滑模面的動態(tài)過程中，產(chǎn)生的高頻抖振問題，提高系統(tǒng)的抗干擾能力和動態(tài)響應(yīng)性能。

2、本發(fā)明提供了一種直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的終端滑?？刂品椒ǎ龇椒òㄒ韵虏襟E：

3、s1.對傳統(tǒng)非奇異終端滑模算法進(jìn)行改進(jìn)；

4、s2.根據(jù)所述改進(jìn)非奇異終端滑模算法設(shè)計(jì)擾動觀測器，對調(diào)速系統(tǒng)的集總擾動進(jìn)行估計(jì)，得到估計(jì)值

5、s3.根據(jù)所述改進(jìn)非奇異終端滑模算法設(shè)計(jì)非奇異終端滑?？刂破?，并應(yīng)用于調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)；

6、s4.將所述非奇異終端滑?？刂破髋c所述擾動觀測器組合，構(gòu)成直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，將參考轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差以及估計(jì)的集總擾動作為所述非奇異終端滑模控制器的輸入，同時(shí)將轉(zhuǎn)速環(huán)的輸出電流與q軸電流的偏差作為pi電流環(huán)的輸入。

7、進(jìn)一步地，所述改進(jìn)后的非奇異終端滑模方程為：

8、

9、其中，改進(jìn)的滑模面為s和改進(jìn)的趨近率為sign(s)為符號函數(shù)，tanh(s)為雙曲正切函數(shù)，α、β>0，r、λ均為正奇數(shù),ε、c為增益系數(shù)，θ為常數(shù)。

10、進(jìn)一步地，所述擾動觀測器的控制率為：

11、

12、

13、其中，d為阻尼系數(shù)，j為轉(zhuǎn)動慣量。

14、進(jìn)一步地，所述非奇異終端滑?？刂破鞯谋磉_(dá)式為：

15、

16、其中，n為極對數(shù)，為轉(zhuǎn)子磁鏈。

17、本發(fā)明的有益效果為：

18、本發(fā)明對傳統(tǒng)非奇異終端滑模算法進(jìn)行了改進(jìn)，優(yōu)化了系統(tǒng)趨近滑模面的動態(tài)過程，有效抑制了傳統(tǒng)滑模算法中出現(xiàn)的抖振現(xiàn)象，并將改進(jìn)后的非奇異終端滑模算法應(yīng)用到直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制器及擾動觀測器中，從而提高了調(diào)速系統(tǒng)的抗擾性以及動態(tài)響應(yīng)特性。

技術(shù)特征：

1.一種直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的終端滑?？刂品椒?，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的終端滑?？刂品椒?，其特征在于，步驟s1中對傳統(tǒng)非奇異終端滑模算法進(jìn)行改進(jìn)，所述改進(jìn)后的非奇異終端滑模方程為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的終端滑?？刂品椒?，其特征在于，步驟s2所述擾動觀測器的表達(dá)式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的一種直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的終端滑?？刂品椒?，其特征在于，步驟s3所述非奇異終端滑?？刂破鞯谋磉_(dá)式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的終端滑模控制方法。通過改進(jìn)非奇異終端滑模算法，依據(jù)改進(jìn)后的算法設(shè)計(jì)擾動觀測器，對調(diào)速系統(tǒng)的集總擾動進(jìn)行估計(jì)，得到集總擾動的估計(jì)值；再根據(jù)改進(jìn)后的非奇異終端滑模算法設(shè)計(jì)非奇異終端滑模控制器，將非奇異終端滑模控制器與擾動觀測器組合，構(gòu)成直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。本發(fā)明對傳統(tǒng)非奇異終端滑模算法進(jìn)行了改進(jìn)，優(yōu)化了系統(tǒng)趨近滑模面的動態(tài)過程，有效抑制了傳統(tǒng)滑模算法中出現(xiàn)的抖振現(xiàn)象，并將改進(jìn)后的非奇異終端滑模算法應(yīng)用到直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制器及擾動觀測器中，從而提高了調(diào)速系統(tǒng)的抗擾性以及動態(tài)響應(yīng)特性。

技術(shù)研發(fā)人員：胡鴻志,林書越,黃益金,李高杰,黃浩楠,張龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：桂林電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/6/12