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摘要
针对开关磁阻电机(SRM)常规终端滑模控制系统响应速度慢和传统滑模观测器存在的抖振问题，提出一种基于改进终端滑模控制器和变速趋近律滑模观测器的SRM瞬时转矩控制方法。首先，设计了电机速度误差可快速收敛的改进非奇异快速终端滑模面和可自适应调整趋近律速度的变速幂次趋近律，利用等效控制法，得出了连续非奇异控制律。通过Lyapunov函数证明了该系统的稳定性和有限时间收敛性。其次，设计了变速趋近律滑模观测器以实现SRM无位置传感器控制。采用双曲正切函数作为切换函数，并引入快速幂次趋近律作为滑模观测器速度观测的趋近律，克服了传统滑模观测器固定开关增益带来的抖振和收敛速度问题。通过Lyapunov函数证明了观测器运行的稳定性。最后，进行了仿真和实验验证了所提方法的有效性。结果表明：与常规终端滑模控制相比，改进终端滑模控制系统能够在0.07s内实现对期望转速的跟踪，调节时间减少了0.04s，并且系统稳定时转速波动降低了0.5r/min，具有更好的响应速度和稳定性。在负载突增时，系统转速可在0.02s内调节至给定值，恢复时间减少了0.05s，具有更好的调节性能。变速趋近律滑模观测器能够在0.01s内实现转速估计误差的收敛，且误差波动维持在2r/min以内，可实现电机转速和转子位置的准确估计。
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单位山东理工大学; 电子工程学院
