劉 欣， 王佳奇

(天津工業(yè)大學(xué)天津市現(xiàn)代機(jī)電裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 天津, 300387)

近年來(lái)，集成電機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，由于其大轉(zhuǎn)矩、高效率以及高可靠性等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用[1-2]。永磁超環(huán)面電機(jī)是一種新型的集成電機(jī)，它結(jié)合了永磁同步電機(jī)與行星輪蝸桿傳動(dòng)，具有定子到轉(zhuǎn)子的減速功能，實(shí)現(xiàn)了電磁動(dòng)力裝置和減速機(jī)構(gòu)的完美結(jié)合，具有結(jié)構(gòu)緊湊與傳遞效率高的優(yōu)點(diǎn)，在車(chē)輛、軍事以及航空航天等空間利用率較高的領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[3-6]。

國(guó)內(nèi)外對(duì)永磁超環(huán)面電機(jī)的研究主要集中于電磁特性的分析和電機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化[7-9]。文獻(xiàn)[10]中使用新型指數(shù)趨近律的滑?？刂撇呗詫?duì)永磁超環(huán)面電機(jī)進(jìn)行控制，解決了傳統(tǒng)指數(shù)趨近律滑模增益選取難的問(wèn)題，并且縮短了穩(wěn)態(tài)時(shí)間，增強(qiáng)了魯棒性，但是存在抖振問(wèn)題。文獻(xiàn)[11]在內(nèi)?？刂婆c雙閉環(huán)控制相結(jié)合的基礎(chǔ)上加入了模糊控制，與傳統(tǒng)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)相比，響應(yīng)速度、超調(diào)量以及轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等性能都有明顯的優(yōu)勢(shì)，但是由于實(shí)際生產(chǎn)條件與理論研究有較大偏差，理想內(nèi)?？刂频膶?shí)現(xiàn)較為困難。

永磁超環(huán)面電機(jī)由于結(jié)構(gòu)和行星輪自轉(zhuǎn)的影響，使輸出轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩具有較大的波動(dòng)，過(guò)大的輸出波動(dòng)易給傳動(dòng)精度帶來(lái)不良影響，因此設(shè)計(jì)有效的控制器減小輸出波動(dòng)尤為重要?；？刂破鲗?duì)數(shù)學(xué)模型精度要求不高并且具有抗干擾能力[12]，可以解決永磁超環(huán)面電機(jī)數(shù)學(xué)模型的精度以及外部干擾對(duì)控制系統(tǒng)參數(shù)產(chǎn)生影響等問(wèn)題。模糊控制可以在線調(diào)節(jié)滑模控制器參數(shù)。文獻(xiàn)[13]將滑模控制器與模糊控制相結(jié)合應(yīng)用于永磁同步電機(jī)中，提高了系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)性能，減小了電磁轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)。

1 結(jié)構(gòu)原理和波動(dòng)特性分析

永磁超環(huán)面電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，主要組成為：1環(huán)面蝸桿內(nèi)定子、2行星輪、3環(huán)面外定子、4行星架轉(zhuǎn)子。內(nèi)定子外環(huán)面上均勻分布空間螺旋的電樞槽，槽內(nèi)安放著電樞線圈，形成電樞繞組。在環(huán)面蝸桿內(nèi)定子與環(huán)面外定子之間均勻安裝著行星輪，在行星輪上均勻鑲嵌著永磁齒。永磁超環(huán)面電機(jī)電樞繞組接通三相交流電，在環(huán)面蝸桿內(nèi)定子表面形成空間螺旋的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)行星輪產(chǎn)生沿著行星輪表面的一個(gè)切向作用力和一個(gè)軸向作用力，切向作用力使行星輪自轉(zhuǎn)，軸向作用力使行星輪公轉(zhuǎn)。環(huán)面外定子產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用力大小相等、方向相反的作用力，2個(gè)作用力相互平衡，使行星輪平穩(wěn)地進(jìn)行公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。行星輪的中心軸都與行星架連接，行星輪的公轉(zhuǎn)帶動(dòng)行星架的轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖1 超環(huán)面電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為蝸桿繞組與行星輪永磁齒的嚙合關(guān)系，當(dāng)蝸桿繞組通入三相交流電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁鏈，行星輪周期性公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)引起磁鏈對(duì)應(yīng)的電感發(fā)生變化，以其中一相繞組為例，對(duì)A1電流元進(jìn)行分析，把它分解為一個(gè)沿行星輪切線方向即行星輪自轉(zhuǎn)方向的電流i1和一個(gè)沿蝸桿切線方向即行星輪公轉(zhuǎn)方向的電流i2，分別取2個(gè)分量進(jìn)行分析，根據(jù)雙反應(yīng)理論將i1產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)幅值分解到直軸和交軸上，聯(lián)立單位面積氣隙磁導(dǎo)可得到直軸和交軸上的基波磁感應(yīng)強(qiáng)度，于是可得到基波氣隙磁場(chǎng)和漏磁場(chǎng)所產(chǎn)生的自感磁鏈，進(jìn)而得到i1產(chǎn)生的自感方程為：

LAA1=Ls0+Ls2cos(2θ)

(1)

同理可得到i2作用下產(chǎn)生自感方程為：

LAA2=Ls0+Ls2cos(2θ2)

(2)

式中：LAA1為由i1產(chǎn)生的A相定子繞組自感；LAA2為由i2產(chǎn)生的A相定子繞組自感；Ls0為永磁超環(huán)面電機(jī)A相定子繞組自感平均值；Ls2為永磁超環(huán)面電機(jī)A相定子繞組自感二次諧波的幅值；θ為行星輪公轉(zhuǎn)的電角度；θ2為行星輪自轉(zhuǎn)的電角度。

圖2 蝸桿繞組與行星輪永磁體嚙合關(guān)系

為了統(tǒng)一變量，結(jié)合永磁超環(huán)面電機(jī)的傳動(dòng)特性可得到行星輪公轉(zhuǎn)電角度與行星輪自轉(zhuǎn)電角度的關(guān)系，此關(guān)系表示為運(yùn)動(dòng)參數(shù)k：

(3)

式中：θm為行星架轉(zhuǎn)子機(jī)械角度；θ2m為行星輪自轉(zhuǎn)機(jī)械角度；ωe為行星架轉(zhuǎn)子的電角速度；ω2為行星輪自轉(zhuǎn)的電角速度；np為蝸桿內(nèi)定子的極對(duì)數(shù)；np2為行星輪的極對(duì)數(shù)。根據(jù)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法，給永磁超環(huán)面電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)加上虛擬角速度-ωe，可得到行星輪自轉(zhuǎn)方向到環(huán)面外定子的傳動(dòng)比為：

(4)

(5)

將i2產(chǎn)生的自感的影響加入到i1產(chǎn)生的自感中，即i1和i2產(chǎn)生的2個(gè)電感的合成，合成后的電感為：

(6)

式中：r為行星輪半徑；a為行星輪與蝸桿內(nèi)定子的中心距。為了化簡(jiǎn)電感方程，可引入表示蝸桿內(nèi)定子與行星輪尺寸關(guān)系的結(jié)構(gòu)參數(shù)m：

(7)

把結(jié)構(gòu)參數(shù)m代入式(6)可得到永磁超環(huán)面電機(jī)A相繞組的電感方程為：

LAA(θ)=Ls0+Ls2(1-mcos(2kθ))cos(2θ)

(8)

永磁超環(huán)面電機(jī)環(huán)面蝸桿內(nèi)定子繞組電感一個(gè)周期內(nèi)的電感如圖3所示。

圖3 永磁超環(huán)面電機(jī)蝸桿繞組電感

蝸桿繞組電感在一個(gè)大周期內(nèi)含有1/k個(gè)小周期。行星輪永磁齒產(chǎn)生的勵(lì)磁磁勢(shì)等效為勵(lì)磁線圈通虛擬勵(lì)磁電流If產(chǎn)生，且If恒定。行星輪在蝸桿內(nèi)定子的包角范圍內(nèi)進(jìn)行電磁嚙合，由于行星輪的公轉(zhuǎn)的同時(shí)發(fā)生自轉(zhuǎn)，行星輪參與嚙合的永磁齒數(shù)量發(fā)生周期性變化，因此使行星輪永磁齒產(chǎn)生的磁鏈發(fā)生周期性變化，經(jīng)分析可得到行星輪永磁齒磁鏈方程為：

ψfA(θ)=If[Ls0+Ls2(1-mcos(2kθ))]cosθ

(9)

式中：ψfA為行星輪永磁齒磁鏈。由蝸桿內(nèi)定子三相繞組對(duì)稱性可得到行星輪永磁齒的磁鏈，由于磁鏈和電感的周期性變化導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩具有周期性波動(dòng)，為了對(duì)電機(jī)進(jìn)行針對(duì)性的控制，減小輸出轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)顯得尤為重要。

2 數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)特性分析

不計(jì)渦流磁滯損耗以及鐵心飽和效應(yīng)，建立永磁超環(huán)面電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，蝸桿內(nèi)定子d、q軸磁鏈方程為：

(10)

式中：Ld(θ)、Lq(θ)分別為d、q軸電感。電流方程為：

(11)

式中：β為蝸桿內(nèi)定子A相電流電角度；Ima為蝸桿內(nèi)定子繞組三相電流幅值。電壓方程為：

(12)

式中：ud、uq分別為d、q軸電壓；id、iq分別為d、q軸電流；R為蝸桿內(nèi)定子電阻；ψd(θ)為蝸桿內(nèi)定子d軸的磁鏈；ψq(θ)為蝸桿內(nèi)定子q軸的磁鏈。根據(jù)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理，通過(guò)磁場(chǎng)儲(chǔ)能對(duì)行星架轉(zhuǎn)子角位移的偏導(dǎo)數(shù)可得靜止坐標(biāo)系下的電磁轉(zhuǎn)矩方程，結(jié)合d、q坐標(biāo)系下磁鏈方程和電流方程可得d、q坐標(biāo)系下的電磁轉(zhuǎn)矩方程和運(yùn)動(dòng)方程為：

(13)

(14)

式中：TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩；J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；B為摩擦系數(shù)。

為了得知永磁超環(huán)面電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)速?gòu)钠饎?dòng)到穩(wěn)態(tài)的變化情況，需要對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析。使用狀態(tài)空間分析法中的數(shù)學(xué)模型表示法，得到其動(dòng)態(tài)方程為：

(15)

根據(jù)式(15)，可對(duì)永磁超環(huán)面電機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析，其中電機(jī)參數(shù)有m=0.4、k=1/9、R=8 Ω、Ls2=0.003 H、J=0.08 kg·m2、B=0.02 kg·m2/s、np=4、If=50 A，得到動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線如圖4和圖5所示。

圖5 永磁超環(huán)面電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩

由圖4和圖5可以看出永磁超環(huán)面電機(jī)在空載起動(dòng)時(shí)在瞬態(tài)調(diào)整過(guò)程初期輸出轉(zhuǎn)速會(huì)產(chǎn)生沖擊。起動(dòng)階段轉(zhuǎn)速的超調(diào)量為44%，達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間為0.1 s。穩(wěn)態(tài)后輸出轉(zhuǎn)速具有周期性波動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)速范圍為705～787 r/min，波動(dòng)幅度為82 r/min。電磁轉(zhuǎn)矩在調(diào)整階段產(chǎn)生較大的沖擊，穩(wěn)態(tài)后產(chǎn)生周期性波動(dòng)，電磁轉(zhuǎn)矩范圍為-7.1～6.2 N·m，波動(dòng)幅度為13.3 N·m。

3 控制器設(shè)計(jì)

3.1 磁鏈環(huán)和轉(zhuǎn)矩環(huán)的super-twisting滑?？刂破髟O(shè)計(jì)

本文在磁鏈環(huán)和轉(zhuǎn)矩環(huán)使用2個(gè)super-twisting滑?？刂破鞔鏈h(huán)控制器，super-twisting算法可以表示為：

(16)

式(16)控制算法不需要對(duì)滑模變量s求導(dǎo)，在滑模面上收斂且穩(wěn)定的充分必要條件為[14]：

Kp>AM/Bm

(17)

式中：AM為控制器輸出量二階導(dǎo)數(shù)上限絕對(duì)值的最大值，BM、Bm分別為控制器輸出量二階導(dǎo)數(shù)下限的最大值和最小值。

為了獲得磁鏈環(huán)、轉(zhuǎn)矩環(huán)控制器表達(dá)式，分別定義磁鏈、轉(zhuǎn)矩滑模變量為：

(18)

super-twisting滑模的趨近律中的開(kāi)關(guān)函數(shù)在原點(diǎn)附近存在不連續(xù)性，會(huì)造成電磁轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)問(wèn)題，所以使用連續(xù)且光滑的雙曲正切函數(shù)代替開(kāi)關(guān)函數(shù)，根據(jù)super-twisting算法的二階滑?；驹?，此時(shí)永磁超環(huán)面電機(jī)控制系統(tǒng)中磁鏈環(huán)與轉(zhuǎn)矩環(huán)控制器的表達(dá)式分別為：

(19)

(20)

式(19)和式(20)設(shè)計(jì)的控制器由3部分組成，第1部分為冪次趨近率，主要影響控制速度。第2部分為滑模變量的積分函數(shù)，主要影響控制精度，第3部分為擾動(dòng)部分。其中Kp1>0、Kp2>0、Ki1>0、Ki2>0，r1、r2為待設(shè)計(jì)參數(shù)，且0≤r≤0.5。永磁超環(huán)面電機(jī)特殊結(jié)構(gòu)以及行星輪自轉(zhuǎn)產(chǎn)生擾動(dòng)量為：

f=2nprLso/a(z2+z3)

(21)

3.2 轉(zhuǎn)速環(huán)終端滑?？刂破髟O(shè)計(jì)

選用終端滑?？刂破鲗?duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，定義狀態(tài)誤差為：

(22)

(23)

定義終端滑模面函數(shù)為：

(24)

對(duì)于式(24)轉(zhuǎn)速誤差系統(tǒng)，設(shè)計(jì)如下轉(zhuǎn)矩的控制率：

(25)

(26)

(27)

式中：k1、k2、k3、β、p、q為待設(shè)計(jì)參數(shù),k1>J/TL；Ted是對(duì)滑模運(yùn)動(dòng)的趨近運(yùn)動(dòng)階段進(jìn)行控制；Ten是對(duì)滑模面附近并沿著滑模面運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行控制。

取李雅普諾夫函數(shù)V=0.5s2對(duì)式(26)控制器進(jìn)行穩(wěn)定性證明：

(28)

當(dāng)k2≥0、k3≥0時(shí)，可以證明轉(zhuǎn)速環(huán)終端滑?？刂破鞯姆€(wěn)定性。

3.3 轉(zhuǎn)速環(huán)模糊終端滑?？刂破髟O(shè)計(jì)

終端滑?？刂浦幸粋€(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題就是存在抖振現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)速環(huán)的控制器設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)參數(shù)m和運(yùn)動(dòng)參數(shù)k可以看作控制器參數(shù)且由分析可知在m、k可取值的范圍內(nèi)，取較大的值時(shí)輸出波動(dòng)較小，所以當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速波動(dòng)增大時(shí)可以通過(guò)對(duì)速度環(huán)終端滑模控制器中的m、k進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)減小輸出波動(dòng)，但是取值過(guò)大會(huì)影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度，因此在轉(zhuǎn)速環(huán)的終端滑模控制器中設(shè)計(jì)模糊控制器，輸入為轉(zhuǎn)速的誤差值x，輸出為m、k的調(diào)節(jié)值。使用模糊控制器對(duì)m、k進(jìn)行整定，減小輸出轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，又可以得到較快的響應(yīng)速度。模糊終端滑?？刂坡试O(shè)計(jì)如下：

(29)

式中：Δm、Δk為2個(gè)模糊控制器的輸出量，即m、k的調(diào)節(jié)后的增量。根據(jù)不同的輸入，選擇不同的輸出，將x、m、k分別分為7個(gè)等級(jí)，根據(jù)模糊滑?？刂圃矶x如下：

x(Δm)(Δk)={NB NM NS ZO PS PM PB}

當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速的誤差x較大時(shí)取較大的m、k以減小輸出轉(zhuǎn)速的波動(dòng)。當(dāng)x較小時(shí)，為了增快系統(tǒng)響應(yīng)速度需要減小m、k。根據(jù)上述分析可以制定以下模糊規(guī)則表1。

表1 模糊規(guī)則表

輸入量x,輸出量Δm和Δk的隸屬度函數(shù)如圖6～8所示。利用重心法進(jìn)行反模糊化，確定具體的參數(shù)值。

圖6 x的隸屬度函數(shù)

圖7 Δm的隸屬度函數(shù)

圖8 Δk的隸屬度函數(shù)

4 仿真分析

根據(jù)本文的理論分析可設(shè)計(jì)永磁超環(huán)面電機(jī)模糊終端滑模的直接轉(zhuǎn)矩控制策略，控制系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖9，模糊終端滑模控制器框圖見(jiàn)圖10。

圖9 控制系統(tǒng)框圖

圖10 模糊終端滑?？刂破骺驁D

由圖9～10可對(duì)永磁超環(huán)面電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，通過(guò)矢量脈寬調(diào)制技術(shù)作用于逆變器產(chǎn)生三相電壓，整個(gè)控制系統(tǒng)使用雙閉環(huán)反饋控制，在外環(huán)的轉(zhuǎn)速環(huán)使用模糊終端滑模控制器，輸入轉(zhuǎn)速的誤差，輸出參考轉(zhuǎn)矩。結(jié)合直接轉(zhuǎn)矩控制在內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)矩環(huán)和磁鏈環(huán)分別使用super-twisting滑?？刂破?，分別輸入轉(zhuǎn)矩和磁鏈的誤差，輸出為d、q軸的電壓，通過(guò)3個(gè)控制器共同對(duì)永磁超環(huán)面電機(jī)進(jìn)行控制。

為了驗(yàn)證該控制策略的有效性，建立了永磁超環(huán)面電機(jī)模糊終端滑模的直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真模型，轉(zhuǎn)速環(huán)分別使用終端滑?？刂破饕约澳：K端滑?？刂破鬟M(jìn)行仿真對(duì)比。模糊滑?？刂破鲄?shù)為β=100、p=9、q=7、k1=600、k2=300、k3=2 500。Super-twisting控制器參數(shù)為r=0.5、Kp1=100、Ki1=1、Kp2=100、Ki2=1。仿真結(jié)果見(jiàn)圖11～16。

圖11 未加控制與終端滑模輸出轉(zhuǎn)速對(duì)比

圖12 未加控制與終端滑模電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)比

圖11和圖12為永磁超環(huán)面電機(jī)終端滑模的直接轉(zhuǎn)矩控制與未加控制策略的響應(yīng)對(duì)比，可知控制后達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間為0.02 s，比未加控制時(shí)的時(shí)間縮短了80%，具有更快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。達(dá)到穩(wěn)態(tài)后電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速產(chǎn)生周期性波動(dòng)，波動(dòng)范圍為740～758 r/min，比未加控制時(shí)減小了78%。因此該控制策略能極大地改善輸出轉(zhuǎn)速的波動(dòng)情況。電磁轉(zhuǎn)矩在達(dá)到穩(wěn)態(tài)前的最大沖擊為12 N·m，穩(wěn)定后波動(dòng)范圍為-2.6～2.6 N·m，波動(dòng)幅度為5.2 N·m，比未加控制減小了61%。

圖13 終端滑模與模糊終端滑模輸出轉(zhuǎn)速對(duì)比

圖14 終端滑模與模糊終端滑模電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)比

圖13和圖14為永磁超環(huán)面電機(jī)模糊終端滑模的直接轉(zhuǎn)矩控制與終端滑模的直接轉(zhuǎn)矩控制的響應(yīng)對(duì)比，可知前者的輸出轉(zhuǎn)速在調(diào)整階段超調(diào)量為38%，比未加控制以及使用終端滑模時(shí)減小了6%，輸出轉(zhuǎn)速的超調(diào)得到了一定程度的抑制，達(dá)到穩(wěn)態(tài)后輸出轉(zhuǎn)速產(chǎn)生周期性波動(dòng)，但波動(dòng)范圍進(jìn)一步減小，其波動(dòng)范圍為746～754 r/min，波動(dòng)幅度為8 r/min，比使用終端滑模控制時(shí)減小了55.6%，輸出轉(zhuǎn)速的波動(dòng)情況進(jìn)一步改善。電磁轉(zhuǎn)矩在達(dá)到穩(wěn)態(tài)前的最大沖擊為9.2 N·m，比使用終端滑模時(shí)減小23.3%。穩(wěn)定后波動(dòng)范圍-0.7～0.7 N·m，波動(dòng)幅度為1.4 N·m，比使用終端滑模時(shí)減小73%，因此終端滑模控制結(jié)合模糊控制后可以使永磁超環(huán)面電機(jī)更穩(wěn)定地進(jìn)行轉(zhuǎn)矩輸出。

圖15和圖16為永磁超環(huán)面電機(jī)模糊終端滑模的直接轉(zhuǎn)矩控制在0.15 s時(shí)突加TL=2.5 N·m的負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的響應(yīng)，可知在外加干擾的情況下，永磁超環(huán)面電機(jī)也能快速恢復(fù)到給定的的轉(zhuǎn)速值，并且電磁轉(zhuǎn)矩在0.15 s時(shí)發(fā)生突變，最終穩(wěn)定在2.5 N·m，因此該控制策略對(duì)外加干擾具有魯棒性。

圖15 模糊終端滑模突加負(fù)載時(shí)輸出轉(zhuǎn)速

圖16 模糊終端滑模突加負(fù)載時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩

5 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)永磁超環(huán)面電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和行星輪周期性運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)特性，推導(dǎo)了周期性變化的電磁參數(shù)，建立了該電機(jī)的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性分析。在控制系統(tǒng)內(nèi)環(huán)的super-twisting滑?？刂破髦屑尤肓伺c電機(jī)參數(shù)有關(guān)的擾動(dòng)量。針對(duì)該電機(jī)輸出的周期性波動(dòng)，在外環(huán)的轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)了以該電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)增量調(diào)節(jié)控制器參數(shù)的模糊終端滑?？刂破?。仿真實(shí)驗(yàn)表明，此控制策略有效地提高了永磁超環(huán)面電機(jī)系統(tǒng)響應(yīng)速度，減小了輸出轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，并且還對(duì)外加干擾具有較強(qiáng)的魯棒性能。