一種滑模觀測器優(yōu)化方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及滑?？刂萍夹g(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種滑模觀測器優(yōu)化方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 滑模觀測器是一種利用滑?？刂圃碓O(shè)計(jì)的狀態(tài)觀測器，其具有結(jié)構(gòu)簡單、魯棒 性強(qiáng)以及良好動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 然而，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，滑模觀測器的切換函數(shù)會引起抖振現(xiàn)象，從而增加滑 模觀測器的觀測誤差。
[0004] 綜上所述可以看出，如何降低滑模觀測器的觀測誤差，并保證滑模觀測器具有足 夠的魯棒性是目前有待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種滑模觀測器優(yōu)化方法及系統(tǒng)，能夠降低滑 模觀測器的觀測誤差，同時(shí)也可以保證滑模觀測器具有足夠的魯棒性。其具體方案如下：
[0006] 一種滑模觀測器優(yōu)化方法，包括：
[0007] 根據(jù)電機(jī)參數(shù)，構(gòu)造滑模觀測器的狀態(tài)空間；其中，所述滑模觀測器的類型為冪次 趨近率型，所述狀態(tài)空間包括所述滑模觀測器的切換函數(shù)；
[0008] 以所述切換函數(shù)中冪次項(xiàng)的冪次作為變量，構(gòu)造用于反映所述滑模觀測器的魯棒 性的第一函數(shù)，以及構(gòu)造用于反映所述滑模觀測器的觀測誤差的第二函數(shù)；
[0009] 對所述第一函數(shù)和所述第二函數(shù)進(jìn)行線性疊加，得到以所述冪次為變量的目標(biāo)函 數(shù)；
[0010] 利用一維優(yōu)化法，對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)處理，并將相應(yīng)得到的尋優(yōu)值確定為 所述冪次的最優(yōu)值。
[0011] 優(yōu)選的，所述利用一維優(yōu)化法，對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)處理的過程，包括：利用 黃金分割法，對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)處理。
[0012] 優(yōu)選的，所述狀態(tài)空間為：
[0013]
[0014] 所述狀態(tài)空間中的增益系數(shù)niapk4滿足如下條件：
[0015]
[0016] 其中，sign( ·)表不符兮凼數(shù)；x!=iab，iab表示a相和b相之間的電流值；X3 = Uab，uab表示a相和b相之間的電流值；x2=ib。，ib。表示b相和c相之間的電流值；x4=eb。，eb。表示b相和c相之間的反向電動(dòng)勢；vuab，uab表示a相和b相之間的電壓值；v2 = ub。，ub。表示b相和c相之間的電壓值；a-R/Lpa2= -1/LpR表示電樞內(nèi)阻，Q表示 電樞電感與相間互感之間的差值；e3表示對i3進(jìn)行求導(dǎo)后得到的值；e4表示對.?4進(jìn)行求導(dǎo) 后得到的值；s表示與所述滑模觀測器對應(yīng)的切換面函數(shù)；α表示所述冪次；其中，所述狀 態(tài)空間中的式（3)和式（4)構(gòu)成了所述切換函數(shù)。
[0017] 優(yōu)選的，所述第一函數(shù)為：
[0018]
[0019] 其中，α表示所述冪次；Em(a)表示在系統(tǒng)參數(shù)匹配誤差為m的情況下，反電動(dòng)勢 信號的相對誤差的標(biāo)準(zhǔn)差；Ε° (α)表示在系統(tǒng)參數(shù)匹配誤差為0的情況下，反電動(dòng)勢信號 的相對誤差的標(biāo)準(zhǔn)差。
[0020] 優(yōu)選的，所述第二函數(shù)具體為Β(α)，其中，Β(α)表示所述滑模觀測器的觀測值 與實(shí)際值之間的相對誤差的標(biāo)準(zhǔn)差。
[0021] 優(yōu)選的，所述對所述第一函數(shù)和所述第二函數(shù)進(jìn)行線性疊加，得到以所述冪次為 變量的目標(biāo)函數(shù)的過程，包括：
[0022] 分別為所述第一函數(shù)和所述第二函數(shù)賦予相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)并進(jìn)行相加處理，得到 所述目標(biāo)函數(shù)；其中，所述目標(biāo)函數(shù)為：
[0023] F(a) = P?A(a)+Q?B(a)
[0024] 其中，P表示所述第一函數(shù)A(a)的權(quán)重系數(shù)；Q表示所述第二函數(shù)B(a)的權(quán)重 系數(shù)。
[0025] 優(yōu)選的，所述第一函數(shù)A( a)的權(quán)重系數(shù)和所述第二函數(shù)B( a)的權(quán)重系數(shù)的確 定過程，包括：
[0026] 獲取用戶輸入的性能期望信息；所述性能期望信息包括用戶對所述滑模觀測器的 魯棒性的期望指數(shù)和對所述滑模觀測器的觀測誤差的期望指數(shù)；
[0027] 根據(jù)所述性能期望信息，從預(yù)設(shè)的期望性能信息與權(quán)重系數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù) 庫中，相應(yīng)地查找出所述第一函數(shù)A(a)的權(quán)重系數(shù)和所述第二函數(shù)B(a)的權(quán)重系數(shù)。
[0028] 優(yōu)選的，所述滑模觀測器優(yōu)化方法，還包括：
[0029] 在對每一滑模觀測器進(jìn)行完優(yōu)化處理后，均按照預(yù)設(shè)的評估策略，對本次優(yōu)化處 理過程的優(yōu)化效果進(jìn)行自動(dòng)評估，并將得到的評估信息存儲至評估信息數(shù)據(jù)庫；
[0030] 按照預(yù)設(shè)的修正周期，定期利用所述評估信息數(shù)據(jù)庫對所述對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中保 存的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)修正。
[0031] 本發(fā)明還公開了一種滑模觀測器優(yōu)化系統(tǒng)，包括：
[0032] 狀態(tài)空間構(gòu)造模塊，用于根據(jù)電機(jī)參數(shù)，構(gòu)造滑模觀測器的狀態(tài)空間；其中，所述 滑模觀測器的類型為冪次趨近率型，所述狀態(tài)空間包括所述滑模觀測器的切換函數(shù)；
[0033]函數(shù)構(gòu)造模塊，用于以所述切換函數(shù)中冪次項(xiàng)的冪次作為變量，構(gòu)造用于反映所 述滑模觀測器的魯棒性的第一函數(shù)，以及構(gòu)造用于反映所述滑模觀測器的觀測誤差的第二 函數(shù)；
[0034] 函數(shù)疊加模塊，用于對所述第一函數(shù)和所述第二函數(shù)進(jìn)行線性疊加，得到以所述 舉次為變量的目標(biāo)函數(shù)；
[0035] 函數(shù)尋優(yōu)模塊，用于利用一維優(yōu)化法，對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)處理，并將相應(yīng)得 到的尋優(yōu)值確定為所述冪次的最優(yōu)值。
[0036] 優(yōu)選的，所述函數(shù)尋優(yōu)模塊，具體用于利用黃金分割法，對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu) 處理。
[0037] 本發(fā)明中，滑模觀測器優(yōu)化方法包括：根據(jù)電機(jī)參數(shù)，構(gòu)造滑模觀測器的狀態(tài)空 間；其中，上述滑模觀測器的類型為冪次趨近率型，上述狀態(tài)空間包括上述滑模觀測器的切 換函數(shù)；以切換函數(shù)中冪次項(xiàng)的冪次作為變量，構(gòu)造用于反映上述滑模觀測器的魯棒性的 第一函數(shù)，以及構(gòu)造用于反映上述滑模觀測器的觀測誤差的第二函數(shù)；對第一函數(shù)和第二 函數(shù)進(jìn)行線性疊加，得到以冪次為變量的目標(biāo)函數(shù)；利用一維優(yōu)化法，對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu) 處理，并將相應(yīng)得到的尋優(yōu)值確定為冪次的最優(yōu)值?？梢?，本發(fā)明中，通過以冪次項(xiàng)中的冪 次作為變量，構(gòu)造了用于反映上述滑模觀測器的魯棒性的第一函數(shù)以及用于反映上述滑模 觀測器的觀測誤差的第二函數(shù)，然后通過一維優(yōu)化法，對利用第一函數(shù)和第二函數(shù)得到的 線性的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)處理，從而得到相應(yīng)的尋優(yōu)值，將該尋優(yōu)值作為上述冪次的最優(yōu) 值，由此可降低上述滑模觀測器的觀測誤差，并同時(shí)保證滑模觀測器具有足夠的魯棒性。
【附圖說明】
[0038] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0039] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種滑模觀測器優(yōu)化方法流程圖；
[0040] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種具體的滑模觀測器優(yōu)化方法流程圖；
[0041] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種滑模觀測器優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例