本发明属于电机控制，涉及一种高速永磁同步电机无位置传感器平滑切换控制方法。
背景技术：
1、高速永磁同步电机具有传动效率高、体积小、结构简单、调速范围宽、功率密度大、动态响应快等诸多优点，在交通及航空航天、模具加工、新能源汽车、工业等领域应用广泛。
2、目前，高速永磁同步电机无位置传感器状态切换控制的方法主要有直接切换法、线性加权切换法、凸极辅助法，这些切换方法具有原理简单，易于实现等优点，在一定范围内能够满足控制要求。但是，传统的切换方法对转速造成的波动较大，负载适应性较差且容易因为负载转矩冲击导致电机失步，造成起动失败，影响正常运行。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，发明人做出本发明，通过具体实施方式，提供一种电机状态平滑切换控制方法。
2、本发明的通过如下实施例实现：
3、一种高速永磁同步电机无位置传感器状态平滑切换控制方法，包括以下步骤：
4、建立d*-q*虚拟坐标系和d-q实际坐标系，确定状态切换过程中虚拟坐标系转矩电流与实际坐标系转矩电流和转矩角之间的数学模型；
5、根据所述数学模型求解状态切换中的虚拟坐标系转矩电流，并选取转矩角作为状态变量，引入积分滑模面；
6、设计指数趋近律，根据所述积分滑模面和指数趋近律确定滑模变结构控制器的控制律；
7、根据所述虚拟坐标系转矩电流和所述滑模变结构控制器的控制律，确定状态平滑切换的控制律；
8、基于所述状态平滑切换的控制律，进行无位置传感器状态平滑切换控制。
9、进一步的，所述数学模型的表达式为：
10、
11、式中，为t+1时刻虚拟坐标系转矩电流，θl(t+1)为t+1时刻转矩角，为t时刻虚拟坐标系转矩电流，θl(t)为t时刻转矩角，iq(t+1)为t+1时刻实际坐标系转矩电流，iq(t)为t时刻的实际坐标系转矩电流。
12、进一步的，所述状态切换控制中虚拟坐标系转矩电流的表达式为：
13、
14、进一步的，所述状态变量的表达式为：
15、
16、式中，x1转矩角θl，为观测器估计的实际位置角度；为虚拟坐标系的位置角度，其导数为
17、进一步的，所述积分滑模面的表达式为：
18、
19、式中，s为滑模面函数，c为积分常数，且c大于0。
20、进一步的，所述指数趋近律的表达式为：
21、
22、式中，ε、k为趋近律参数；
23、其中，sigmoid(s)函数表达式为：
24、
25、式中，a用于调节sigmoid(s)函数的斜率，且a大于0。
26、进一步的，所述滑模变结构控制器的控制律为：
27、
28、进一步的，所述状态平滑切换的控制律为：
29、
30、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
31、通过建立d*-q*虚拟坐标系和d-q实际坐标系，确定状态切换过程中虚拟坐标系转矩电流与实际坐标系转矩电流和转矩角之间的数学模型；根据所述数学模型求解状态切换中的虚拟坐标系转矩电流，并选取转矩角作为状态变量，引入积分滑模面；设计指数趋近律，根据所述积分滑模面和指数趋近律确定滑模变结构控制器的控制律；根据所述虚拟坐标系转矩电流和所述滑模变结构控制器的控制律，确定状态平滑切换的控制律；基于所述状态平滑切换的控制律，进行无位置传感器状态平滑切换控制，使得电机高速运行时，平滑切换的给定转矩电流逐渐与实际转矩电流，保证定子磁场在实际q轴的电磁转矩分量不变，从而减小转速波动量，选取转矩角为误差状态变量引入积分滑模面，以提高系统的动态品质，与传统的状态切换方法相比，在状态切换时，使所产生的转速波动更小及使电机运行更加平稳从而防止电机在状态切换时失步。
32、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
33、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种高速永磁同步电机无位置传感器状态平滑切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数学模型的表达式为：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述状态切换控制中虚拟坐标系转矩电流的表达式为：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述状态变量的表达式为：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述积分滑模面的表达式为：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述指数趋近律的表达式为：
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述滑模变结构控制器的控制律为：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述状态平滑切换的控制律为：
