本发明涉及电气工程，具体涉及一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法。
背景技术：
1、永磁同步电动机主要是由转子、端盖及定子等各部件组成。永磁同步电动机的定子结构与普通的感应电动机的结构非常相似，转子结构与异步电动机的最大不同是在转子上放有高质量的永磁体磁极，根据在转子上安放永磁体的位置的不同，永磁同步电动机通常被分为表面式转子结构和内置式转子结构。永磁同步电机具有能量密度高，结构简单的特点，在电动汽车等对电机调速具有较高要求的场合下有广泛应用。
2、传统控制方案不能保证电机可以在预设时间内跟踪上转速指令信号，同时可能出现较大的超调或震荡。在负载突然变大或变小时，转速容易发生变化，不能维持恒定。
3、为了提升电机响应速度，在不同负载切换下能保持转速稳定，本发明提出一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于：如何提升电机响应速度，在不同负载切换下能保持转速稳定，提供了一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法。
2、本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：
3、s1：在理想条件下，不考虑输入量化与指令滤波器的作用，将电机闭环系统视为非线性切换系统，并为其设计lyapunov函数，将电机的转速跟踪问题转化为寻找一个控制器使电机闭环系统满足该lyapunov函数；
4、s2：设计具有输入量化与指令滤波的控制器，并利用该控制器对电机转速进行控制，使电机能够在预设时间内跟踪上指令信号。
5、更进一步地，在所述步骤s1中，电机为永磁同步电机。
6、更进一步地，在所述步骤s1中，电机闭环系统的数学模型如下：
7、
8、其中，ud,uq分别是d、q轴电压，id,iq分别是d、q轴电流，l是电机电枢电感，r是定子电阻，ω是电机的角速度，ψf是永磁体磁链，np是电机极对数，j是转动惯量，tl是负载转矩，b是摩擦系数。
9、更进一步地，在所述步骤s1中，令x3＝iq，x2＝id，x1＝ω，将电机的数学模型用非线性切换系统表示如下：
10、
11、更进一步地，在所述步骤s1中，lyapunov函数具体如下：
12、
13、其中，b＞0，tc＞0，0＜θ＜1。
14、更进一步地，在所述步骤s1中，当电机闭环系统满足该lyapunov函数时，系统能够在有限时间内收敛，系统状态轨迹的残余集如下：
15、
16、其中，是沉降时间的最小上确界。
17、更进一步地，在所述步骤s2中，建立误差辅助系统如下：
18、
19、当电机闭环系统收敛时，使zi收敛的虚拟控制律即具有输入量化与指令滤波的控制器的控制律，表示如下：
20、
21、其中，ζi(i＝1,2,3)是补偿追踪误差信号，fi,k(i＝1,2)表示非线性函数。
22、更进一步地，在所述步骤s2中，输入量化通过滞后量化器实现，滞后量化器表示如下：
23、
24、其中，q(u)的取值在集合中取得且有ui＝ι1-iumin,i＝1,2...,n，umin＞0。
25、更进一步地，在所述步骤s2中，指令滤波通过指令滤波器实现，指令滤波器表达式如下：
26、
27、其中，αi表示指令滤波器的输入信号，表示指令滤波器的输出信号。
28、本发明相比现有技术具有以下优点：该基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法，利用指令滤波器消除反步法设计过程中由于反复微分导致的复杂性爆炸问题，为了节省通信资源，同时采用了滞后量化器对输入信号进行量化，进而使电机可以在给定的预设时间内跟踪上指令转速，指令滤波器的加入使得系统鲁棒性上升。
1.一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中，电机为永磁同步电机。
3.根据权利要求2所述的一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中，电机闭环系统的数学模型如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中，令x3＝iq，x2＝id，x1＝ω，将电机的数学模型用非线性切换系统表示如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中，lyapunov函数具体如下：
6.根据权利要求5所述的一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中，当电机闭环系统满足该lyapunov函数时，系统能够在有限时间内收敛，系统状态轨迹的残余集如下：
7.根据权利要求6所述的一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法，其特征在于，在所述步骤s2中，建立误差辅助系统如下：
8.根据权利要求7所述的一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法，其特征在于，在所述步骤s2中，输入量化通过滞后量化器实现，滞后量化器表示如下：
9.根据权利要求8所述的一种基于反步法的永磁同步电机预设时间量化控制方法，其特征在于，在所述步骤s2中，指令滤波通过指令滤波器实现，指令滤波器表达式如下：
