基于载人电动直升机电机的滑模冗余控制方法研究

载人电动直升机选用高效永磁同步电机(PMSM)为飞机提供动力,并采用PMSM矢量控制系统。PMSM位置传感器易发生故障,导致控制系统失效。滑模变结构控制技术是电动直升机运行的关键技术。针对传统线性化法、基于转塔半经验公式进行分析,设计了Manda/km系统变频器参数辨识方法(PWR)来实现对电机体积压缩后旋翼偏航差稳态的有效抑制,利用直升机模型,采用非线性模糊推理理论建立了状态估计及隶属度函数,并给出相应的控制策略。研究采用电流误差法建立滑模观测器的数学模型并建立位置传感器故障的数学模型。通过对比电机转子位置估计值与实际值数据实现对位置传感器的故障诊断。故障时,系统将自动采用滑膜观测器转子位置和速度的估计值信号,保证电机的闭环控制。MATLAB仿真结果表明:所设计的基于滑膜观测器的冗余控制方案能够正确估计转子的位置和速度信息,确保电推进系统的稳定运行。