汽车电动转向电机磁场定向控制的串级系统稳定调速方法

摘要

一种汽车电动转向电机磁场定向控制的串级系统稳定调速方法，基于自抗扰控制理论，对汽车电动助力转向永磁同步电机的磁场定向控制，设计鲁棒性强的串级系统稳定调速控制方法，具体包括：设计串级控制系统及其输入输出控制变量；设计串级控制系统的外环自抗扰控制器；设计串级控制系统的内环自抗扰控制器；设计内外环自抗扰控制器的参数；最后得到汽车电动助力转向永磁同步电机磁场定向控制的串级系统稳定调速方法。本发明能够消除汽车电动助力转向永磁同步电机磁场定向控制串级系统中的未知、非线性、不确定因素，以及突加负载的扰动，使汽车电动助力转向永磁同步电机磁场定向控制的串级系统，能够取得在高速高精度下的稳定调速效果。

主权项

一种汽车电动转向电机磁场定向控制的串级系统稳定调速方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)设计串级控制系统及其输入输出控制变量根据汽车电动助力转向永磁同步电机磁场定向控制的需求，串级控制系统主要由两个单输入单输出的自抗扰控制器串级组成，按照信号传递的顺序，从左到右设计为：外环自抗扰控制器、内环自抗扰控制器、内环自抗扰控制器的控制对象、外环自抗扰控制器的控制对象；(2)设计串级控制系统的外环自抗扰控制器首先，为保证外环自抗扰控制器的控制效果，防止控制过程超调，应使外环自抗扰控制器的输出控制变量的变化缓慢平滑一些，需要安排过渡过程；其次，为估计系统所产生的误差和扰动的不确定信息，设计状态变量的扩张状态观测器；再次，为抑制系统输出控制变量的误差，进行非线性的系统反馈控制；最后，为增强抗干扰能力，根据估计出的误差和扰动，对输出控制变量进行误差和扰动的补偿；(3)设计串级控制系统的内环自抗扰控制器首先，为估计系统所产生的误差和扰动的不确定信息，设计状态变量的扩张状态观测器；其次，为抑制系统输出控制变量的误差，进行非线性的系统反馈控制；最后，为增强抗干扰能力，根据估计出的误差和扰动，对输出控制变量进行误差和扰动的补偿；(4)设计内外环自抗扰控制器的参数设计外环自抗扰控制器和内环自抗扰控制器的扩张状态观测器参数β₁、β₂、β₃；设计外环自抗扰控制器的采样步长h₁，过渡过程时间T₀，控制器参数r₁、h₁、c₁；设计内环自抗扰控制器的采样步长h₂，控制器参数r₂、h₂、c₂。β₁是观测状态变量的反馈系数；β₂是观测状态微分变量的反馈系数；β₃是观测误差和扰动的反馈系数；r₁、r₂是速度因子；h₁、h₂是所定义非线性函数fhan的采样步长、c₁、c₂是阻尼因子。