用于飞机电刹车双余度无刷直流电机的灰色滑模控制方法

摘要

本发明提供了一种用于飞机电刹车双余度无刷直流电机的灰色滑模控制方法，计算刹车压力误差并建立滑模线，计算两个电机绕组的均流电流输出，采集两个电机绕组的电流反馈信号，计算电流误差信号；进行均流环PID控制，驱动双余度无刷直流电机工作；建立灰色模型，计算近邻均值生成序列和中间矩阵，计算刹车系统下一时刻预测压力。本发明提高刹车系统的可靠性，平衡电机两套绕组电流，解决力纷争问题，同时提高飞机电刹车系统鲁棒性，抑制滑模控制带来的抖振。

主权项

1.一种用于飞机电刹车双余度无刷直流电机的灰色滑模控制方法，其特征在于包括下述步骤：第一步，控制器接收给定刹车压力P_gv及预测刹车压力第二步，计算刹车压力误差第三步，建立滑模线第四步，计算两个电机绕组的均流电流输出其中：$\left\{\begin{array}{c}{\hat{i}}_1=[\mathrm{Jc}{\stackrel{·}{P}}_{\mathrm{gv}}-\mathrm{Jc\omega }+J{\stackrel{··}{P}}_{\mathrm{gv}}+\mathrm{B\omega }+T_L+\mathrm{J\xi sgn}\left(s\right)+\mathrm{Jks}]/2K_T\\ {\hat{i}}_2=[\mathrm{Jc}{\stackrel{·}{P}}_{\mathrm{gv}}-\mathrm{Jc\omega }+J{\stackrel{··}{P}}_{\mathrm{gv}}+\mathrm{B\omega }+T_L+\mathrm{J\xi sgn}\left(s\right)+\mathrm{Jks}]/2K_T\end{array}\right.$式中：J为负载转动惯量，B为粘滞系数，ω为电机角速度，T_L为负载转矩，K_T为绕组平均转矩系数，ξ＞0,k＞0；第五步，分别采集两个电机绕组的电流反馈信号i₁和i₂，计算电流误差信号及$e_{i2}={\hat{i}}_2-i_2;$第六步，进行均流环PID控制，驱动双余度无刷直流电机工作；第七步，建立灰色模型GM(1,1)：x⁽⁰⁾(k)+az⁽¹⁾(k)＝b系统相应的白化方程为：$\frac{x^{\left(1\right)}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+a{x}^{\left(1\right)}\left(t\right)=b$其中，参数-a为发展系数，参数b为灰色作用量，连续采集t-4,...,t时刻对应电机输出压力P(t-4),...,P(t)，构成非负序列X⁽⁰⁾＝(P(t-4),P(t-3),P(t-2),P(t-1),P(t))；X⁽⁰⁾的1-AGO序列为：X⁽¹⁾＝(x⁽¹⁾(1),x⁽¹⁾(2),x⁽¹⁾(3),x⁽¹⁾(4),x⁽¹⁾(5))其中，$x^{\left(1\right)}\left(k\right)=\underset{i=t-4}{\overset{t-5+k}{\Sigma }}{\theta }^{\left(0\right)}\left(i\right),k=\mathrm{1,2},...,5;$第八步，计算X⁽¹⁾的近邻均值生成序列：Z⁽¹⁾＝(z⁽¹⁾(2),z⁽¹⁾(3),z⁽¹⁾(4),z⁽¹⁾(5))，其中，$z^{\left(1\right)}\left(k\right)=\frac{1}{2}(x^{\left(1\right)}\left(k\right)+x^{\left(1\right)}(k-1)),k=2,...,5;$第九步，计算中间矩阵Y，B^TY＝[θ(t-3),θ(t-2),θ(t-1),θ(t)]^T$B^T=\left[\begin{array}{cccc}{-z}^{\left(1\right)}\left(2\right)& -z^{\left(1\right)}(3& -z^{\left(1\right)}\left(4\right)& -z^{\left(1\right)}\left(5\right)\\ 1& 1& 1& 1\end{array}\right]$则灰色系统GM(1,1)的参数为：[a,b]^T＝(B^TB)^-1B^TY；第十步，计算刹车系统t+1时刻预测压力：$\hat{P}(t+1)=[P(t-4)-\frac{b}{a}]e^{-5a}(1-e^a);$转至第一步。