浙江理工大学郭亮获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江理工大学申请的专利永磁同步电机的重复分数阶自抗扰控制方法及系统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:CN116317778B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03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:202310342307.9,技术领域涉及:H02P21/14;该发明授权永磁同步电机的重复分数阶自抗扰控制方法及系统是由郭亮;周宇设计研发完成,并于2023-04-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本永磁同步电机的重复分数阶自抗扰控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种永磁同步电机的重复分数阶自抗扰控制方法及系统,所述方法包括:建立永磁同步电机转速环线性状态方程;基于分数阶自抗扰控制对转速环进行扰动观测和速度跟踪,进而对转速环输入量进行补偿并代入转速环线性状态方程;在分数阶自抗扰控制系统前引入新型重复控制器对系统误差进行周期性减小,修正后的转速环给定转速输入分数阶自抗扰控制系统。本申请对扩张状态观测器进行改进,采用平滑的内部函数,同时结合分数阶控制简化控制器结构,引入重复控制进行周期性缩小系统误差。本发明在保持原自抗扰控制器动态性能的同时,简化了控制器结构,减小了系统响应的误差与抖振,同时极大地提高了系统的鲁棒性和抗扰动的能力。
本发明授权永磁同步电机的重复分数阶自抗扰控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种永磁同步电机的重复分数阶自抗扰控制方法,其特征在于,所述方法包括: S1:建立永磁同步电机PMSM转速环线性状态方程; S2:基于分数阶自抗扰控制系统对PMSM转速环进行扰动观测和速度跟踪,进而对PMSM转速环输入量进行补偿,将补偿后的PMSM转速环输入量代入PMSM转速环线性状态方程; S3:在分数阶自抗扰控制系统前引入新型重复控制器对系统误差进行周期性减小,所述新型重复控制器包括重复控制单元和设于所述重复控制单元前的延迟补偿单元,经过新型重复控制器进行修正后的转速环给定转速输入分数阶自抗扰控制系统; 所述步骤S2具体为: 分数阶自抗扰控制系统包括跟踪微分器TD、新型扩张状态观测器NESO、分数阶控制器和扰动补偿器; 跟踪微分器TD的控制率如下: 其中,为给定转速;ωe为PMSM实际转速跟踪值;e0为PMSM实际转速跟踪值与给定转速的误差;α0为第一非线性因子;δ为滤波因子;T为运算周期;r表示跟踪微分器的跟踪速度; 将跟踪微分器TD跟踪的转速ωe输入到新型扩张状态观测器NESO中,新型扩张状态观测器NESO的控制率如下: 其中,z1为ωe的估计值;z2为ωe微分的估计值;z3为总扰动的观测值;α1为第二非线性因子;β1、β2、β3、β4为输出校正因子; 通过新型扩张状态观测器NESO得到z1、z2、z3,将z1、z2输入到分数阶控制器中;分数阶控制器的控制率如下: 其中,Kp为比例系数;Ki为积分系数;Kd为微分系数;λ为积分阶次;μ为微分阶次; 通过分数阶控制器得到补偿前的PMSM转速环速度输入量u2,将u2和z3输入到扰动补偿器中,扰动补偿器的控制率如下: 其中,u是补偿后的PMSM转速环速度输入量; 将补偿后的PMSM速度环速度输入量u代入PMSM转速环线性状态方程中; 所述步骤S3中,新型重复控制器从输入速度信号wz到输出的闭环传递函数为: Cz=kr*zkSz 18其中,GRCz为新型重复控制器的闭环传递函数;wz为输入速度信号;Qz和Sz为两个低通滤波器;Cz为补偿环节;kp2为重复控制器比例控制系数;kr为重复控制单元的增益系数;k为常数,k1与k相同,k2为在k1基础上超前相位角度θ;z‑N为周期延迟环节;N为一个基波周期的采样次数;为相位模块;z‑t2为滞后模块,t为系统的阶跃响应时间。
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