【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及控制，尤其涉及一种永磁同步电机速度控制方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
1、由于永磁同步电机具有功率密度高、电能损失少和可靠性高等优点，广泛应用于电动汽车、数控机床和机器人伺服控制等领域。因此，实现强鲁棒性和高精度的永磁同步电机速度控制成为了如今研究的热点。目前，提高永磁同步电机速度控制性能的方法主要有永磁同步电机速度控制，自抗扰控制，智能控制和模型预测控制等。其中，永磁同步电机速度控制以其鲁棒强和实现简单等优势广泛应用于永磁同步电机速度控制系统中。在实际的永磁同步电机驱动系统中，存在负载转矩和参数不匹配等非周期性扰动，降低了速度控制系统的稳定性；存在磁通谐波、逆变器非线性、电流测量误差和齿槽转矩等周期性扰动，降低了速度控制精度。
2、目前，广泛应用的策略为采用扰动观测器对系统的总扰动进行观测并补偿，如龙贝格观测器，扩张状态观测器和滑模观测器等，但传统的滑模观测器收敛速度较慢。
3、为了克服这些缺陷，本申请提出了一种永磁同步电机速度控制方法、系统、设备及存储介质。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种永磁同步电机速度控制方法、系统、设备及存储介质，旨在解决上述的问题。
2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、本申请提供一种永磁同步电机速度控制方法，包括：
4、建立永磁同步电机的运动学方程；
5、根据所述永磁同步电机的运动学方程，建立预定时间收敛的基于迭代学习的滑模观测器；>
6、建立预定时间收敛的永磁同步电机速度控制器，将所述滑模观测器观测的总扰动补偿至所述预定时间收敛的永磁同步电机速度控制器，进行永磁同步电机的速度控制。
7、进一步的，所述建立永磁同步电机的运动学方程的步骤中，具体包括下述步骤：
8、基于非周期性扰动对永磁同步电机系统的影响，第一运动学方程为：
9、
10、其中j0、kt0、b0分别为标称的转动惯量、电磁转矩和粘性摩擦系数；δj＝j-j0、δkt＝kt-kt0、δb＝b-b0分别为不匹配的转动惯量、电磁转矩和粘性摩擦系数；ωm为永磁同步电机转速；为电机永磁同步电机转速的微分；iq为q轴的定子电流；tl为负载转矩；
11、基于周期性扰动对永磁同步电机系统的影响，第二运动学方程为：
12、
13、其中th为周期性扰动引起的转矩脉动；t1、t2、t6n和tcogi分别为1次、2次、6n次和inc次转矩谐波分量的幅值；θ1，θ2和θ6n分别为1次，2次和6n次转矩谐波分量的相角；θe为永磁同步电机的电角度；nc为永磁同步电机齿槽数和磁极对数之间的最小公倍数；
14、则所述永磁同步电机的运动学方程为：
15、
16、其中为q轴电流参考；为包括非周期性和周期性扰动的总扰动。
17、进一步的，所述根据所述永磁同步电机的运动学方程，建立预定时间收敛的基于迭代学习的滑模观测器的步骤中，具体包括下述步骤：
18、基于迭代学习的滑模观测器设计为：
19、
20、其中为观测的电机转速；为速度观测误差；为观测的总扰动；k为迭代的次数；和分别为观测的总扰动在第k次和k-1次迭代时的状态变量；为预定时间收敛的滑模函数；为遗忘因子，且η为观测器增益，且η<0。
21、进一步的，所述预定时间收敛的滑模函数，具体包括：
22、定义预定时间收敛的第一滑模面为：
23、
24、其中t1>0为预定的收敛时间；α1为可调参数，且0<α1<1；为符号函数；
25、对所述预定时间收敛的第一滑模面表达式的等号两侧求导，得到：
26、
27、其中为总扰动观测误差；
28、定义预定时间收敛的第一滑模趋近律为：
29、
30、其中为切换项增益；为符号函数；
31、将所述第一滑模趋近律代入求导后的第一滑模面中，得到预定时间收敛的滑模函数具体为：
32、
33、进一步的，所述建立预定时间收敛的永磁同步电机速度控制器，将所述滑模观测器观测的总扰动补偿至所述预定时间收敛的永磁同步电机速度控制器，进行永磁同步电机的速度控制的步骤中，具体包括下述步骤：
34、定义预定时间收敛的第二滑模面为：
35、
36、其中为电机速度误差；为电机速度参考；t2>0为预定的收敛时间；α2为可调参数，且0<α2<1；为符号函数；
37、对所述预定时间收敛的第二滑模面的表达式等号两侧求导，得到：
38、
39、定义预定时间收敛的第二滑模趋近律为：
40、
41、其中μ>0为切换项增益；为符号函数；
42、将所述第二滑模趋近律代入求导后的第二滑模面中，并将所述滑模观测器观测的总扰动补偿至所述预定时间收敛的永磁同步电机速度控制律中，得到预定时间收敛的永磁同步电机速度控制律：
43、
44、其中
45、本申请提供一种永磁同步电机速度控制系统，包括：
46、建立模块：建立永磁同步电机的运动学方程；根据所述永磁同步电机的运动学方程，建立预定时间收敛的基于迭代学习的滑模观测器；建立预定时间收敛的永磁同步电机速度控制器；
47、控制模块：将所述滑模观测器观测的总扰动补偿至所述预定时间收敛的永磁同步电机速度控制器，进行永磁同步电机的速度控制。
48、本申请提供一种设备，所述设备包括处理器、与所述处理器耦接的存储器，其中，所述存储器存储有用于实现一种永磁同步电机速度控制方法的程序指令；所述处理器用于执行所述存储器存储的所述程序指令以实现一种永磁同步电机速度控制。
49、本申请提供一种存储介质，存储有处理器可运行的程序指令，所述程序指令用于执行一种永磁同步电机速度控制方法。
50、本申请提供了一种永磁同步电机速度控制方法、系统、设备及存储介质，具有以下有益效果：
51、通过将迭代学习控制理论应用到滑模观测器的设计中，使其能够有效观测周期性扰动；其次，通过设计预定时间收敛的滑模面和滑模趋近律得到了预定时间收敛的滑模函数，在预定时间收敛的滑模函数的作用下，所提出的滑模观测器能够在预定的时间内收敛，提高了滑模观测器的收敛速度；同时还通过设计预定时间收敛的滑模面和滑模趋近律得到预定时间收敛的滑模控制律，在预定时间收敛的滑模控制律的作用下，所提出的滑模控制器能够在预定的时间内收敛；本申请进一步提高了永磁同步电机系统的鲁棒性和控制精度，解决了传统滑模控制器收敛速度慢，鲁棒性不足和传统滑模观测器不能有效观测周期性扰动的难题。
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1.一种永磁同步电机速度控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机速度控制方法，其特征在于，所述建立永磁同步电机的运动学方程的步骤中，具体包括下述步骤：
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机速度控制方法，其特征在于，所述根据所述永磁同步电机的运动学方程，建立预定时间收敛的基于迭代学习的滑模观测器的步骤中，具体包括下述步骤：
4.根据权利要求3所述的一种永磁同步电机速度控制方法，其特征在于，所述预定时间收敛的滑模函数，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机速度控制方法，其特征在于，所述建立预定时间收敛的永磁同步电机速度控制器，将所述滑模观测器观测的总扰动补偿至所述预定时间收敛的永磁同步电机速度控制器，进行永磁同步电机的速度控制的步骤中，具体包括下述步骤：
6.一种根据权利要求1所述的一种永磁同步电机速度控制方法的系统，其特征在于，包括：
7.一种设备，其特征在于，所述设备包括处理器、与所述处理器耦接的存储器，其中，所述存储器存储有用于实现权利要求1-5任一项所述的一
8.一种存储介质，其特征在于，存储有处理器可运行的程序指令，所述程序指令用于执行权利要求1-5任一项所述的一种永磁同步电机速度控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机速度控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机速度控制方法，其特征在于，所述建立永磁同步电机的运动学方程的步骤中，具体包括下述步骤：
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机速度控制方法，其特征在于，所述根据所述永磁同步电机的运动学方程，建立预定时间收敛的基于迭代学习的滑模观测器的步骤中，具体包括下述步骤：
4.根据权利要求3所述的一种永磁同步电机速度控制方法，其特征在于，所述预定时间收敛的滑模函数，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机速度控制方法，其特征在于，所述建立预定时间收敛的永磁同步电机速度控制器，将所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓永停，刘秀峰，曹海洋，王建立，李洪文，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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