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恭喜南京信息工程大学曹永娟获国家专利权

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龙图腾网恭喜南京信息工程大学申请的专利一种永磁同步电机滑模自适应电流解耦控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119966307B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510450327.7,技术领域涉及:H02P21/22;该发明授权一种永磁同步电机滑模自适应电流解耦控制方法是由曹永娟;陆壮壮;徐耀祖;贾红云设计研发完成,并于2025-04-11向国家知识产权局提交的专利申请。

一种永磁同步电机滑模自适应电流解耦控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种永磁同步电机滑模自适应电流解耦控制方法,设计扩张状态观测器对d‑q轴电流和电压扰动项进行观测,将电流观测值与参考电流作差输入非奇异积分终端滑模控制器,得到d‑q轴电压。然后叠加观测到的d‑q轴电压扰动项,组成总的d‑q轴电压。接着使用具动态遗忘和自适应正则化因子的递推最小二乘法对永磁同步电机的d‑q轴电感和永磁体磁链进行辨识,并将d‑q轴电感送入到扩张状态观测器中,实现闭环自适应扩张状态观测器。将d‑q轴总电压进行坐标变换和空间矢量脉宽调制后,用于驱动逆变器实现对永磁同步电机的控制。提高了永磁同步电机电流解耦效果和抗扰动能力,根据工况变化自适应调整控制器参数,提高系统鲁棒性。

本发明授权一种永磁同步电机滑模自适应电流解耦控制方法在权利要求书中公布了:1.一种永磁同步电机滑模自适应电流解耦控制方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1,获取永磁同步电机上一时刻的d-q轴总电压和d-q轴电感,以及当前时刻的d-q轴电流,将当前时刻的d-q轴电流输入d-q轴扩张状态观测器,得到当前时刻的d-q轴电流观测值及上一时刻的d-q轴电压扰动项; 所述步骤1中,d-q轴扩张状态观测器的模型如下: 其中,eid为d轴输出值和观测值的误差;eiq为q轴输出值和观测值的误差;id和iq分别为当前时刻的d-q轴电流;和分别为当前时刻的d-q轴电流观测值;和分别为和的导数;和分别为d-q轴扩张状态观测器对扰动项fd和fq的观测值;和分别为d-q轴扩张状态观测器对总扰动项的观测值;β1、β2、β3和β4均为输出误差增益;md和mq分别为上一时刻的d-q轴电感倒数;ud和uq分别为上一时刻的d-q轴总电压;κ1、κ2、κ3和κ4均为非线性因子;σ1、σ2、σ3和σ4均为误差增益;和分别为和的导数; face,κ,σ为非线性连续误差函数,公式设计如下: 其中,asinh为反双曲正弦函数,e=eid或eiq,κ=κ1、κ2、κ3或κ4, σ=σ1、σ2、σ3或σ4; 步骤2,设计非奇异积分终端滑模控制器,将当前时刻的d-q轴电流观测值及d-q轴参考电流输入非奇异积分终端滑模控制器,得到当前时刻的d-q轴电压;将当前时刻的d轴电压叠加上一时刻的d轴电压扰动项,得到当前时刻的d轴总电压;同时,将当前时刻的q轴电压叠加上一时刻的q轴电压扰动项,得到当前时刻的q轴总电压;将当前时刻的d-q轴总电压送入d-q轴扩张状态观测器中; 所述步骤2中,非奇异积分终端滑模控制器的设计过程如下: 设计非奇异积分终端滑模面如下: 其中,sd和sq分别为设计的d-q轴非奇异积分终端滑模面;ed为当前时刻的d轴电流观测值和d轴参考电流的误差值,eq为当前时刻的q轴电流和q轴参考电流的误差值;和分别为ed和eq的导数;kd1、kd2和kd3均为d轴滑模面函数权重系数,kq1、kq2和kq3均为q轴滑模面函数权重系数;χd1和χd2均为d轴滑模面函数幂次参数,χq1和χq2均为q轴滑模面函数幂次参数;t表示时间变量;sgnxχ则满足sgnxχ=|x|χsignx,或χ=χd1、χd2、χq1或χq2; 设计连续趋近律如下: scgs=1+e-w1·|s|tanhw2·s, 其中,s为拉普拉斯算子,为s的导数;ε和h均为趋近律权重系数;scgs为连续增益函数;w1和w2均为非线性函数控制系数; 结合非奇异积分终端滑模面和连续趋近律设计非奇异积分终端滑模控制器的模型如下: 其中,u′d和u′q分别为当前时刻的d-q轴电压;εd和hd均为d轴趋近律权重系数,εq和hq均为q轴趋近律权重系数;wd1和wd2均为d轴非线性函数控制系数,wq1和wq2均为q轴非线性函数控制系数; 步骤3,根据当前时刻的d-q轴电流、d-q轴总电压以及电机电角速度,设计具有动态遗忘和自适应正则化因子的递推最小二乘法,对当前时刻的d-q轴电感进行辨识,并送入d-q轴扩张状态观测器中,实现自适应d-q轴扩张状态观测器; 所述步骤3中,用于辨识d-q轴电感的目标函数如下: 其中,Jθ为目标函数;λt-k为t-k时刻的遗忘因子;ηk为正则化因子;λ、ηk、yk、θk的计算公式如下: λ=1-l1|Ld-L′d|2-l2|Lq-L′q|2-l3|ψf-ψ′f|2, ηk=μλk-λk-12+γ1-λk2, θTk=[LdLqψf], 其中,l1、l2和l3均为遗忘因子权重系数;Ld、Lq和ψf分别为当前时刻的d-q轴电感和永磁体磁链;Ld′、Lq′和ψf′分别为d-q轴电感和永磁体磁链标称值;μ和γ均为正则化因子权重系数;λk和λk-1分别为k和k-1时刻的遗忘因子;Rs为定子电阻标称值;idk和iqk分别为k时刻的d-q轴电流;udk和uqk分别为k时刻的d-q轴总电压;ωek为k时刻的电机电角速度; 步骤4,将当前时刻的d-q轴总电压分别进行坐标变换得到电压uα和uβ,并输入到空间矢量脉宽调制中,得到最终的PMW信号,用于驱动逆变器实现对永磁同步电机的控制。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人南京信息工程大学,其通讯地址为:210032 江苏省南京市江北新区宁六路219号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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