基于Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速控制

趙新通,王天宇,沈文里,管健暉,胡涌鑫,湯易昌

(哈爾濱理工大學(xué) 機(jī)械動(dòng)力工程學(xué)院, 哈爾濱 150080)

0 引言

無(wú)論是在疫情病毒防治過(guò)程中,還是處于濃煙、粉塵或毒氣的特殊環(huán)境中,亦是對(duì)有害微生物的自我防范,動(dòng)力送風(fēng)呼吸防護(hù)裝備都是生命安全的重要保障[1]。

無(wú)刷直流電機(jī)(brushless direct current motor,BLDCM)作為正壓呼吸防護(hù)裝備中動(dòng)力送風(fēng)系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)源,其控制及調(diào)速性能直接決定了裝備的安全性和舒適性[2]。無(wú)刷直流電機(jī)又可分為有位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)和無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)[5],簡(jiǎn)稱(chēng)“有感”和“無(wú)感”無(wú)刷直流電機(jī)。有感無(wú)刷直流電機(jī)價(jià)格昂貴,且使用范圍存在局限性,易受周?chē)h(huán)境影響而導(dǎo)致動(dòng)力送風(fēng)呼吸防護(hù)裝備失效,給使用者帶來(lái)潛在使用風(fēng)險(xiǎn)和生命威脅。為此,無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)在動(dòng)力送風(fēng)呼吸防護(hù)裝備中應(yīng)用的研究已尤為重要。

無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的控制方式一般可分為2種,即方波控制和磁場(chǎng)定向控制[3]。但方波控制會(huì)因轉(zhuǎn)子和定子磁場(chǎng)角度的變化使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的響應(yīng)產(chǎn)生波動(dòng),致使電機(jī)無(wú)法獲得最大扭矩而造成性能損失和系統(tǒng)噪聲。而磁場(chǎng)定向控制通過(guò)確定定子磁場(chǎng)矢量的期望方向可以克服這個(gè)缺點(diǎn)[4]。

在電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)中,因滑模觀(guān)測(cè)器具有魯棒性強(qiáng),算法簡(jiǎn)單等特點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于無(wú)刷直流電機(jī)中[8]。但常規(guī)一階滑模觀(guān)測(cè)器存在固有的抖振難題,也會(huì)因使用低通濾波器而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子相位滯后和反電勢(shì)的幅值衰減[5-7],這種局限性會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力送風(fēng)呼吸防護(hù)裝備性能降低,產(chǎn)生安全隱患。A.Levant提出了高階滑?？刂频睦碚摲椒?此方法既可以延續(xù)常規(guī)滑模的不變性等優(yōu)點(diǎn),又可抑制振抖,提高控制系統(tǒng)精度[9-10]。依據(jù)高階滑模特性,本文中設(shè)計(jì)了一種無(wú)刷直流電機(jī)磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng),基于Super-Twisting二階滑模觀(guān)測(cè)器的無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置觀(guān)測(cè)模型,并對(duì)觀(guān)測(cè)器的開(kāi)關(guān)函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化,同常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器進(jìn)行仿真對(duì)比驗(yàn)證,設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足動(dòng)力送風(fēng)呼吸防護(hù)裝備的調(diào)速控制系統(tǒng)。

1 無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)磁場(chǎng)定向控制

穩(wěn)定的運(yùn)行轉(zhuǎn)速、較低的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和運(yùn)行噪音是對(duì)于正壓呼吸防護(hù)裝備中無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行特性來(lái)說(shuō),最為重要的控制目標(biāo)。對(duì)于這類(lèi)型小功率的無(wú)刷直流電機(jī),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)往往使用分?jǐn)?shù)槽等方法對(duì)齒槽進(jìn)行優(yōu)化來(lái)減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和齒槽上的轉(zhuǎn)矩[11]。通過(guò)改進(jìn)后的電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)不再是標(biāo)準(zhǔn)的梯形波,而更接近于正弦波。當(dāng)梯形兩邊夾角大于110°時(shí),磁場(chǎng)定向控制方法下的脈沖波動(dòng)要優(yōu)于方波驅(qū)動(dòng)的控制方法[12]。為了提升電機(jī)的運(yùn)行特性,采用磁場(chǎng)定向控制法對(duì)無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行控制。

磁場(chǎng)定向控制相比于方波控制,可以使無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生最大的扭矩。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)完全對(duì)齊時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)子不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著它們之間角度增加,開(kāi)始產(chǎn)生扭矩。磁場(chǎng)定向控制可以確定定子磁場(chǎng)矢量的期望方向,使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)同定子磁場(chǎng)正交,產(chǎn)出最大的扭矩。其原理為對(duì)三相電流進(jìn)行控制,使其產(chǎn)生所預(yù)期的定子磁場(chǎng)矢量。通過(guò)Clark和Park坐標(biāo)系變換對(duì)定子磁場(chǎng)矢量進(jìn)行分解并令直軸磁場(chǎng)為0,使定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)保持90°從而達(dá)到轉(zhuǎn)矩最大化。

在通過(guò)Clark變換后的靜態(tài)坐標(biāo)系下,無(wú)刷直流電機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)具有不對(duì)稱(chēng)性,并且電機(jī)的模型參數(shù)也會(huì)隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生變化。

為了簡(jiǎn)化分析,在無(wú)刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)建模中忽略電樞磁場(chǎng)反應(yīng)、渦流損耗及鐵芯飽和,且電子開(kāi)關(guān)元件具有理想的閉合特性。得到電機(jī)在靜態(tài)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為

(1)

式(1)中:iα為靜態(tài)坐標(biāo)系下α方向上的電流分量;iβ為β方向上的定子電流分量;uα、uβ分別為靜態(tài)坐標(biāo)系下得定子電壓分量;eα、eβ分別為靜態(tài)坐標(biāo)系下得定子反電動(dòng)勢(shì)分量;R、L分別表示定子電阻和電感。

其中定子的反電動(dòng)勢(shì)可以表示為

(2)

式(2)中:ψr為電機(jī)永磁體的磁鏈;ωr為轉(zhuǎn)子角加速度;θr為轉(zhuǎn)子的位置角度。

在無(wú)刷直流電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)中,給定的轉(zhuǎn)速與通過(guò)觀(guān)測(cè)器估算的轉(zhuǎn)速ψr取差,其值通過(guò)PI控制器后得到iq的給定值。在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中,令id值為0,得到iq的最大值,使電磁轉(zhuǎn)矩得到最大化利用。隨后將iq的值與經(jīng)過(guò)Park變換的電流值作差,進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后輸出在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓分量,通過(guò)逆Park變換后得到靜態(tài)坐標(biāo)系下的電壓分量。對(duì)該電壓分量進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制處理得驅(qū)動(dòng)BLDCM的PWM波,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。圖1為無(wú)刷直流電機(jī)的磁場(chǎng)定向控制框圖,包括轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)、Clark變換、Park變換、逆Park變換、空間矢量脈寬調(diào)制和轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)等。

圖1 無(wú)刷直流電機(jī)的磁場(chǎng)定向控制框圖

2 基于滑模觀(guān)測(cè)器轉(zhuǎn)子位置估計(jì)方法

滑模觀(guān)測(cè)器可以利用無(wú)刷直流電機(jī)的模型來(lái)對(duì)反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行估算,通過(guò)檢測(cè)它的電樞繞組電壓和電流來(lái)獲取電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置信息。

2.1 常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器設(shè)計(jì)

根據(jù)無(wú)刷直流電機(jī)在靜態(tài)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,滑模平面可定義為

(3)

式(3)中:符號(hào)“^”表示為估計(jì)量;符號(hào)“-”為估計(jì)值和真實(shí)值的差值。

常規(guī)的滑模觀(guān)測(cè)器的狀態(tài)變量為定子電流,建立無(wú)刷直流電機(jī)滑模觀(guān)測(cè)器的數(shù)學(xué)模型:

(4)

式(4)中:Mα、Mβ分別為靜態(tài)坐標(biāo)系下的不同坐標(biāo)分量的開(kāi)關(guān)函數(shù):

(5)

其中, K為滑模觀(guān)測(cè)的的增益。

滑模觀(guān)測(cè)器所觀(guān)測(cè)到定子反電動(dòng)勢(shì)的值:

(6)

為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的滑模觀(guān)測(cè)器是否收斂,取李雅普諾夫函數(shù)如式(7)所示:

(7)

滑模態(tài)如若收斂,則需滿(mǎn)足:

(8)

因此,當(dāng)且僅當(dāng)k

在通過(guò)開(kāi)關(guān)函數(shù)后可以得到反電動(dòng)勢(shì)的信號(hào),但這些信號(hào)在包含了大量的開(kāi)關(guān)高頻信號(hào),且具有不連續(xù)特性。這些特性的反電勢(shì)信號(hào)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子角度的估計(jì)誤差。因此采用低通濾波器來(lái)濾除高頻信號(hào),得到較為光滑的反電勢(shì)波形,之后通過(guò)鎖相環(huán)來(lái)提取反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)中的轉(zhuǎn)子位置信息。

根據(jù)以上理論分析,基于常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)原理如圖2所示。

圖2 基于常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)原理圖

2.2 Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器設(shè)計(jì)

為了抑制因一階滑模變量導(dǎo)數(shù)中的不連續(xù)控制量而導(dǎo)致的系統(tǒng)高頻抖振,對(duì)滑模觀(guān)測(cè)器進(jìn)行改進(jìn)。本文中提出一種二階滑模觀(guān)測(cè)器,Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器。高階滑模觀(guān)測(cè)器保持了常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器的優(yōu)勢(shì)[13-14],同時(shí)也可以有效得抑制信號(hào)的高頻抖動(dòng),提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性。

無(wú)刷直流電機(jī)Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器數(shù)學(xué)模型為

(9)

式(9)中:K1、K2為滑模觀(guān)測(cè)器的增益且K1、K2均大于0。

Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器所測(cè)的反電動(dòng)勢(shì)為

(10)

同理,為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的滑模觀(guān)測(cè)器是否收斂,令:

(11)

對(duì)式(11)求導(dǎo)得:

(12)

其中,A是赫爾維茨矩陣?？扇±钛牌罩Z夫函數(shù)如式(13)所示。

M=ξTPξ

(13)

通過(guò)式(13)求導(dǎo)后最終得出:

(14)

(15)

依據(jù)定義可得M、Q、P都為正定矩陣,而設(shè)計(jì)得李雅普諾夫函數(shù)其導(dǎo)數(shù)是負(fù)定。因此,依據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性定理[15],Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器便可以穩(wěn)定且收斂在滑模平面上,如圖3所示。

圖3 滑模觀(guān)測(cè)器收斂于滑模面

由于在Super-Twisting控制算法中存在積分環(huán)節(jié),積分環(huán)節(jié)可以對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行矯正和抑制,因此在Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器的設(shè)計(jì)中可以省略低通濾波器。這樣可以?xún)?yōu)化在常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器中存在的相位滯后和幅值衰減問(wèn)題,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化,省略了相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)。

根據(jù)以上理論分析,基于常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)原理如圖4所示。

圖4 基于Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器的 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)原理圖

2.3 滑模觀(guān)測(cè)器開(kāi)關(guān)函數(shù)的改進(jìn)

無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)在通過(guò)滑模觀(guān)測(cè)器進(jìn)行控制時(shí),系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似于鋸齒狀的來(lái)回抖動(dòng),這種情況被稱(chēng)之為“抖振”[16]。這是由于系統(tǒng)間存在固有的慣性、誤差以及開(kāi)關(guān)函數(shù)在控制中的空間和時(shí)間的超時(shí)等原因造成的。這種抖振會(huì)使得轉(zhuǎn)子的位置信息估算存在誤差,滑模無(wú)感的電機(jī)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性降低,精度下降。本文中對(duì)所設(shè)計(jì)的滑模觀(guān)測(cè)器的開(kāi)關(guān)函數(shù)進(jìn)行改進(jìn),提出了一種雙曲正切函數(shù)來(lái)代替開(kāi)關(guān)符號(hào)函數(shù),來(lái)抑制系統(tǒng)的高頻抖振。

雙曲正切函數(shù)的數(shù)學(xué)形式為:

(16)

式(16)中,a表示雙曲正切函數(shù)的曲線(xiàn)系數(shù),其值的大小決定了曲線(xiàn)的形態(tài),函數(shù)曲線(xiàn)如圖5所示。該函數(shù)將飽和函數(shù)的邊界層切換同平穩(wěn)滑動(dòng)設(shè)計(jì)理念融合在一起。開(kāi)關(guān)控制應(yīng)用在邊界層,同時(shí)引入曲線(xiàn)系數(shù)[17]來(lái)增加系統(tǒng)連續(xù)性以改善控制性能。a越大,系統(tǒng)抖震抑制效果越好,但會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)狀態(tài)量偏離滑模面從而影響系統(tǒng)性能。

圖5 開(kāi)關(guān)符號(hào)函數(shù)與雙曲正弦函數(shù)

3 無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析

結(jié)合空間矢量控制理論,在Matlab/Simulink環(huán)境下設(shè)計(jì)了基于常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器和Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型,轉(zhuǎn)速環(huán)與電流環(huán)均采用PI控制器。控制系統(tǒng)模型如圖6所示。其中,轉(zhuǎn)速環(huán)PID控制器(PI2)的參數(shù)為P=10.49,I=0.08;電流環(huán)內(nèi)q軸PID控制器(PI_iq1)的參數(shù)為P=0.48,I=960,d軸PID控制器(PI_id2)的參數(shù)為P=0.48,I=960。

本次仿真實(shí)驗(yàn)所用到的無(wú)刷直流電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)為:定子相電阻R=0.08 Ω,相電感L=4×10-5H,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=1×10-3kg·m2,極對(duì)數(shù)P=4,額定轉(zhuǎn)速為3 000 r/min。

3.1 轉(zhuǎn)子位置估算仿真結(jié)果及分析

仿真結(jié)果如圖7和圖8所示。圖7為電機(jī)真實(shí)轉(zhuǎn)子位置與通過(guò)滑模觀(guān)測(cè)器估算轉(zhuǎn)子位置的對(duì)比。由仿真結(jié)果可知,估算的轉(zhuǎn)子位置與實(shí)際轉(zhuǎn)子位置存在明顯的相位滯后。通過(guò)計(jì)算得估算的轉(zhuǎn)子位置與實(shí)際轉(zhuǎn)子位置滯后0.48弧度。

圖8為電機(jī)真實(shí)轉(zhuǎn)子位置與通過(guò)Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器估算轉(zhuǎn)子位置的對(duì)比。估算的轉(zhuǎn)子位置相較于真實(shí)轉(zhuǎn)子位置僅滯后0.075弧度,相較于常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器有明顯提升,可以有效提高系統(tǒng)精度。

圖6 基于改進(jìn)型Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器的無(wú)感BLDC雙閉環(huán)Simulink仿真模型

圖7 常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器下真實(shí)轉(zhuǎn)子位置 和估算轉(zhuǎn)子位置

圖8 Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器下真實(shí)轉(zhuǎn)子位置 和估算轉(zhuǎn)子位置

3.2 空載和負(fù)載突變情況下BLDCM額定轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果及分析

為了驗(yàn)證系統(tǒng)響應(yīng)能力和抗干擾能力,對(duì)BLDCM在空載下進(jìn)行目標(biāo)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的空載仿真并且在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)工況后,在1.2 s時(shí)對(duì)電機(jī)施加轉(zhuǎn)矩大小為0.655 N·m的額定負(fù)載。仿真結(jié)果如圖9所示。

圖9 空載和負(fù)載突變情況下轉(zhuǎn)速響應(yīng)特性曲線(xiàn)

在開(kāi)關(guān)符號(hào)函數(shù)的常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器的控制系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)速到達(dá)較高范圍時(shí),系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生明顯的高頻振抖。系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間為0.322 s。達(dá)到穩(wěn)態(tài),系統(tǒng)超調(diào)量為1.29%,穩(wěn)態(tài)誤差在轉(zhuǎn)速2 940～3 012 r/min范圍內(nèi)波動(dòng)。在開(kāi)關(guān)符號(hào)函數(shù)的Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器控制系統(tǒng)中,由于二階滑模對(duì)滑模切換項(xiàng)中的不連續(xù)項(xiàng)進(jìn)行積分,因此在仿真結(jié)果中,相對(duì)于常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器控制系統(tǒng),對(duì)轉(zhuǎn)速較高時(shí)產(chǎn)生的高頻振抖有明顯的抑制,系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差在轉(zhuǎn)速3 109～2 989 r/min范圍內(nèi)波動(dòng),在施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩后,系統(tǒng)抗干擾能力較于原系統(tǒng)提升一倍,系統(tǒng)的穩(wěn)定性更高。在雙曲正切函數(shù)的Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器控制系統(tǒng)中,系統(tǒng)在0.22 s處達(dá)到穩(wěn)態(tài),超調(diào)量為0,穩(wěn)態(tài)誤差在轉(zhuǎn)速3 108～2 996 r/min范圍內(nèi)波動(dòng),高頻振動(dòng)較開(kāi)關(guān)符號(hào)函數(shù)抑制效果更為明顯。在施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩后,系統(tǒng)帶載穩(wěn)態(tài)誤差從2 970～3 011 r/min提升為2 990～3 006 r/min。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)均優(yōu)于開(kāi)關(guān)符號(hào)函數(shù)下的常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器和Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器的控制系統(tǒng),很大程度上改善了無(wú)感BLDCM的控制效果。

3.3 變轉(zhuǎn)速條件下BLDC的仿真及分析

為了檢驗(yàn)控制系統(tǒng)在電機(jī)低速時(shí)的性能以及改變轉(zhuǎn)速時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,因此設(shè)定了3種速度條件。第1種條件為速度在啟動(dòng)時(shí)從0 r/min變化到1 500 r/min。第2種條件為速度在0.3 s時(shí)從1 500 r/min變化到3 000 r/min。第3種條件為速度在1.3 s時(shí)從3 000 r/min變化到1 500 r/min。由圖10可知,基于Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器的控制系統(tǒng),在負(fù)載一致且開(kāi)關(guān)函數(shù)均為雙曲正切函數(shù)的情況下,其調(diào)節(jié)時(shí)間、超調(diào)量、以及穩(wěn)態(tài)精度都優(yōu)于常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器的控制方式,達(dá)到了良好的控制效果。

圖10 變轉(zhuǎn)速條件下BLDC的仿真及分析

4 結(jié)論

無(wú)感無(wú)刷直流電機(jī)相比于有感無(wú)刷直流電機(jī)有著更低的成本和更廣的使用領(lǐng)域。應(yīng)用于動(dòng)力送風(fēng)呼吸防護(hù)裝備中無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能是本文研究的重點(diǎn)。本文中提出了一種基于Super-Twisting的滑模觀(guān)測(cè)器來(lái)估計(jì)轉(zhuǎn)子位置信息并對(duì)開(kāi)關(guān)函數(shù)進(jìn)行改進(jìn),將磁場(chǎng)定向控制應(yīng)用于無(wú)刷直流電機(jī)中。通過(guò)設(shè)計(jì)基于常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器和基于Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器的2種控制系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,經(jīng)仿真結(jié)果可得:

1) 采用的基于Super-Twisting滑模觀(guān)測(cè)器的電機(jī)控制系統(tǒng)其快速性,準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性3項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器的控制系統(tǒng)。

2) 該系統(tǒng)可以避免使用低通濾波器,降低了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。改進(jìn)后的開(kāi)關(guān)函數(shù)抑制了存在于滑模觀(guān)測(cè)器中開(kāi)關(guān)符號(hào)函數(shù)造成的高頻雜波,轉(zhuǎn)子位置信息的估算精度更精準(zhǔn),系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)特性曲線(xiàn)更平滑魯棒性更強(qiáng)。系統(tǒng)抗干擾能力明顯優(yōu)于常規(guī)滑模觀(guān)測(cè)器的控制系統(tǒng),從而保證了正壓呼吸防護(hù)裝置的安全性、舒適性和普適性。