【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种永磁同步直线电机的控制方法，属于电机控制领域。
技术介绍
1、永磁同步直线电机(pmlsm)具有控制精度高、响应速度快，可重复性好等性能特点，然而永磁直线同步电机相对于传统电机也带来了新的问题：直线进给系统中中间传动机构的省略将使得负载直接作用在电机的动子上，这将会导致pmlsm对负载的变化更加敏感，同时难以建立精确的数学模型，在系统运行过程中产生的外部干扰和负载变化也增加了系统的不确定性会影响系统的高性能控制，这就导致传统的电机控制方法难以满足pmlsm控制系统精度高抗干扰能力强和响应速度快的要求。
2、扩张状态观测器(eso)由于无需被控对象精确的数学模型，并且它能够将系统总扰动近似为一个已知量进行实时补偿，可以有效地提升系统的抗干扰能力，因此可以选择扩张状态观测器应用于永磁同步直线电机之上获取系统的不确定扰动进行补偿。
3、但是传统的扩张状态观测器扩张状态项的补偿效果有限，系统受到外部扰动时无法快速响应未知扰动的变化，因此补偿后会导致q轴电流给定的响应速度较慢，使得直接使用扩张状态观测器进行永磁同步直线电机的控制效果并不佳。
4、因此，有必要对永磁同步直线电机的控制方法进行深入研究，以解决上述问题。
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本专利技术人进行了深入研究，提出了一种永磁同步直线电机的控制方法，包括以下步骤：
2、设置电机系统，所述电机控制系统中采用pi控制器对永磁同步直线电机进行控制；
3、
4、设置改进型扩张状态观测器对电机系统进行观测，获取电机系统的总扰动；
5、将获取的扰动转化成推力电流补偿值，对pi控制器输出的推力电流值进行补偿，采用补偿后的推力电流值对永磁同步直线电机进行控制。
6、在一个优选的实施方式中，pi控制器通过输出推力电流给定值iqref对电机进行控制。
7、在一个优选的实施方式中，电机系统中，永磁同步直线电机的数学模型表示为：
8、
9、
10、其中，iq为q轴电流，uq为q轴电压，l为q轴电感，r为电阻，a、b为中间参量，np为极对数，ψf为永磁体磁链，m为动子质量，τ为极距，f(t)为电机系统的总扰动。
11、在一个优选的实施方式中，将系统状态方程的总扰动项扩张为状态变量α2，所述电机系统的状态方程表示为：
12、
13、其中，v为永磁直线电机动子速度，α1为永磁直线电机动子速度，α2为系统总扰动项，u＝iq为q轴电流，n(t)为扩张状态项的导数。
14、在一个优选的实施方式中，所述动子的速度信息通过对动子的位置信息进行微分获得。
15、在一个优选的实施方式中，所述改进型扩张状态观测器设置为：
16、
17、其中，z1是估计电机动子速度，z2是估计的系统总扰动，e1为电机动子速度的估计误差，e2为扩张状态项误差，β1、β2、β3均为观测器参数，np为极对数，ψf为永磁体磁链，m为动子质量，τ为极距，u＝iq为q轴电流，fal(e1,α1,δ1)、fal(e2,α2,δ2)为误差非线性函数。
18、在一个优选的实施方式中，误差非线性函数设置为：
19、
20、
21、其中，δ1、δ2是滤波因子，α1、α2是非线性因子。
22、在一个优选的实施方式中，通过线性变换将总扰动转化成推力电流补偿值。
23、在一个优选的实施方式中，所述补偿后的推力电流值表示为：
24、
25、其中，iqref为补偿前的推力电流值，iqref*为补偿后的推力电流值，z2是估计的系统总扰动，np为极对数，ψf为永磁体磁链，m为动子质量，τ为极距。
26、本专利技术所具有的有益效果包括：
27、(1)本专利技术公开的改进型扩张状态观测器永磁同步直线电机控制方法，与传统扩张状态观测器相比，改进扩张状态观测器的扩张状态项z2响应速度更快，扰动补偿后的q轴的电流给定在系统受到外部扰动时可以更及时地响应扰动的变化，iqref响应速度更快；
28、(2)本专利技术公开的改进型扩张状态观测器永磁同步直线电机控制方法，与传统扩张状态观测器相比，当系统受到扰动时，可以更有效地减小速度的跌落，提高系统的抗扰动能力。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的永磁同步直线电机的控制方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的永磁同步直...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。