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申请/专利权人：冶金自动化研究设计院有限公司

摘要：一种改进指数趋近律的永磁同步电机组合速度控制器方法，属于电机控制技术领域。通过对传统指数趋近律的等速趋近项进行改进，满足了系统在滑模运动的不同阶段的要求，有效地改善了指数趋近律的永磁同步电机控制系统中抑制抖振和提高趋近速度存在一定矛盾，并设计了改进指数趋近律的滑模速度控制器，其趋近速度快，无抖振现象，性能要明显优于传统指数趋近律速度控制器。基于此进一步提出了改进SMC和PI控制结合的组合速度控制器，它的应用，很好地提升了PMSM系统的调速性能和鲁棒性，增强了系统的可靠性。

主权项：1.一种改进指数趋近律的永磁同步电机组合速度控制器方法，其特征在于，步骤一：通过电流检测电路和编码器测量电机角速度ωm、三相定子电流、电磁转矩Te、转子位置θ，将测量到的三相定子电流值与转子位置θ送入Clark与Park模块进行坐标变换，计算出反馈来的d轴电流id和q轴电流iq；将测量到的电机速度与给定速度作比较，得到基于改进指数趋近律的滑模控制与PI控制结合的组合速度控制器滑模速度控制器的输入值ENr；步骤二：将ENr作为输入值送入基于改进指数趋近律的滑模控制与PI控制结合的组合速度控制器中，输出为iqref，与反馈来的iq作差作为q轴电流控制器的输入，将0与反馈来的id作差作为d轴电流控制器的输入，然后输出分别与前馈补偿ωeLdid+φf和-ωeLqiq相加，得到uq和ud；组合速度控制器具体设计如下：1设计改进指数趋近律的速度控制器表贴式PMSM在同步旋转坐标系轴下定子电压方程为 式中：ud、uq分别为定子电压的d、q轴分量；id、iq分别为定子电流的d、q轴分量；R为定子的电阻；ωe为电机的实际转速；Ld、Lq分别是d、q轴电感分量；为永磁体磁链；转速方程为 式中：Te为电机的电磁转矩；TL为负载转矩；J为转动惯量；pn为三相PMSM的极对数；根据传统指数趋近律 改进的指数趋近律 其中，ε11，α,β0；根据滑模到达条件 看出设计的改进指数趋近律满足可达性条件；三相PMSM调速控制系统的电流环采用id＝0的控制策略，此时，由式1和式2得到下式： 定义PMSM系统状态变量为： 式中：ωref为电机参考转速；由上式知， 令定义滑模面函数为s＝cx1+x2，c0，对其求导，可得 由式4和式8得到改进指数趋近律的速度控制器为 从而得q轴参考电流为 2设计基于步骤三的速度控制器与PI控制相结合的组合速度控制器二者通过加权因子ρ1和ρ2来调节改进滑模控制和PI控制在系统运行的不同阶段所占的比重；在速度误差信号大时，选用步骤二设计的基于改进指数趋近律设计的滑模速度控制器；在误差信号小时，选用具有无静差、无超调优点的PI控制方法进行控制；具体如公式12所示iqref＝iq_SMC*ρ1+iq_PI*ρ212步骤三：将uq和ud作Park反变换，得到uα和uβ作为SVPWM模块的两个输入，输出PWM波；利用生成的PWM波控制三电平逆变器各个开关器件的开关状态，进而实现对永磁同步电机的控制。

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