专利名称：一种滑模控制器及一种双模态控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于交流异步电机控制领域的滑模控制器和一种双模态控制系统。
背景技术：
交流异步电机是一个多变量、强耦合、高度非线性的复杂模型，其转子参数估计的在技术上存在着相当的难度，且受到众多内部参数的影响，使得交流异步电机的调速性能大打折扣。滑模控制器是解决这一问题的重要途径之一，它属于变结构控制器，与其他常规控制器最大的不同在于其控制的不连续性，不连续性是一种能够使被控制系统的“结构”随时变化的开关特性。滑模控制器对交流异步电机模型的精确性要求不高，对电机系统不确定参数、参数变化、数学建模的不确定性以及外界环境的干扰具有完全的自适应性；这种优点奠定了滑模控制器在电机控制领域的优势地位。它根据交流异步电机的给定转速w和交流异步电机实际转速反馈值之间的系统偏差S以及所述系统偏差的导数J ,有目的地让调速系统沿着已设计好 的“滑动模态”轨迹运行，因而系统具有非常强的鲁棒性。滑模控制器也存着一个突出的问题，即抖动问题。或者说是被控制系统存在抖动。这个问题的存在影响了交流异步电机控制系统运行的平稳性和交流异步电机系统的稳定性。分析可知，抖动问题的存在主要是因为滑模控制器的不连续性切换造成的，因为在采用滑模控制器时，必须减弱或消除其抖动问题。目前，滑模控制器设计的基本步骤:先是寻求切换函数S，使交流异步电机的转速能够在滑动模态区上的运动渐近稳定。对于交流异步电机的控制，滑模控制器所选取的切换函数，即系统偏差为:s = 其中，W为交流异步电机的给定转速,W*为交流异步电机实际转速的反馈值。再是寻求滑模控制器的控制律，使得滑模控制器实现滑模控制的条件，即<0得以满足。在交流异步电机上选取的滑模控制器的控制率为:T； =M(w-w*) +Nsignb-M/)，其中的几个物理量为:交流异步电机的电磁力矩Te'第一增益参数M，第二增益参数N、此外为了进一步对所述滑模控制器的原理进行说明，定义了下列物理量:交流异步电机的负载力矩为IV，交流异步电机的转动惯量为J，因此，滑模控制器控制实现滑模控制的条件< O下面推导系统滑动模态存在条件:.s = W-W*
*
S-W根据sX ! < O，得:
SXS -
权利要求
1.一种滑模控制器,所述滑模控制器(I)与输入系统(2)的输出端相连,其特征在于: 所述滑模控制器⑴包括:模糊控制器(11)、过零比较器(12)、第一乘法器(13)、第二乘法器(14)和加法器(15)，所述模糊控制器(11)包括e输入端，M输出端和N输出端； 所述模糊控制器(11)的e输入端、所述过零比较器(12)的输入端和所述第一乘法器(13)的输入端，分别连接所述输入系统(2)的输出端，所述模糊控制器(11)的M输出端连接所述第一乘法器(13)的输入端，所述模糊控制器(11)的N输出端连接所述第二乘法器(14)的输入端，所述过零比较器(12)的输出端连接所述第二乘法器(14)的输入端，所述第一乘法器(13)的输出端和所述第二乘法器(14)的输出端，分别连接所述加法器(15)的输入端。
2.根据权利要求1所述的滑模控制器，其特征在于:所述模糊控制器(11)为Mandani型控制器。
3.一种双模态控制系统，所述控制系统外接输入系统，其特征在于:所述控制系统包括:状态切换电路(4)、PI控制器(3)和根据权利要求1所述的滑模控制器(I)，所述滑模控制器(I)是带有模糊控制器(11)的滑模控制器，所述状态切换电路(4)的输入端连接所述输入系统的输出端，所述滑模控制器(I)和所述PI控制器(3)相互并联，所述状态切换电路(4)只能与所述滑模控制器(I)和所述PI控制器(3)中的一个连通。
全文摘要
本发明公开了一种用于交流异步电机控制领域的滑模控制器，所述滑模控制器与输入系统的输出端相连，所述滑模控制器包括模糊控制器、过零比较器、第一乘法器、第二乘法器和加法器，所述模糊控制器包括e输入端、M输出端和N输出端；所述模糊控制器的e输入端、所述过零比较器的输入端和所述第一乘法器的输入端，分别连接所述输入系统的输出端，所述模糊控制器的M输出端连接所述第一乘法器的输入端，所述模糊控制器的N输出端连接所述第二乘法器的输入端，所述过零比较器的输出端连接所述第二乘法器的输入端，所述第一乘法器和所述第二乘法器的输出端，分别连接所述加法器的输入端。
文档编号H02P25/02GK103166565SQ20111041389
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者齐亮, 贾廷纲, 陈江洪, 唐丽婵, 汤雪华, 李劲, 王振滨 申请人:上海电气集团股份有限公司, 上海赛柯控制技术有限公司