本发明属于电机控制领域，具体涉及了一种超高速直线电机虚实速度融合抗干扰控制方法。
背景技术：
1、超高速直线电机具有推力大、可靠性高等优点，可实现大质量物体快速加速，在轨道交通和高速科学实验设施等领域都有广泛的应用。随着动子速度的提高，超高速直线电机在跨声速时受到非定长气动特性影响，车辆发生抖动震颤，导致超高速直线电机速度传感器受到不确定性扰动。速度不确定扰动会造成推力失稳等一系列问题，是超高速直线电机跨声速实验的瓶颈之一。
2、当前，针对电机速度抗干扰控制，现有的抑制干扰的电机速度控制方法有设计了一种固定时间切换的广义扩张状态观测器来抑制系统的非周期性干扰，现有方法中还有一种用于闭环位置伺服的可测量速度干扰的补偿方法，通过测量干扰速度并得到速度指令补偿量，修正后的补偿量与位置调节器的指令值相加后作为速度调节器的指令输入，从而实现干扰速度的补偿。但现有方法仍然依赖受干扰的速度量测信息，对于跨声速时的不确定干扰，对于电机的控制难以取得理想效果。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述问题，即现有方法仍然依赖受干扰的速度量测信息，对于跨声速时的不确定干扰，对于电机的控制难以取得理想效果的问题，本发明提供了一种超高速直线电机虚实速度融合抗干扰控制方法，所述方法包括：
2、获取第k个周期的量测速度及第k个周期前设定周期数的量测速度，记为第k个周期的速度量测值序列，将所述第k个周期的速度量测值序列输入到时间序列趋势移动预测模型mp，输出第k+1个周期的速度预测值vpk+1；
3、所述第k+1个周期的速度预测值作为第k+1个周期的量测速度；所述时间序列趋势移动预测模型mp基于第k个周期的速度量测值序列生成第k+1个周期的预测速度值；所述时间序列趋势移动预测模型mp基于第k+m-1个周期的速度量测值序列生成第k+m个周期的的速度预测值；其中，k，m均为正整数；
4、基于所有周期的每个周期速度预测值，得到第k+1个周期的虚拟速度；
5、基于第k+1个周期的量测速度的正态分布规律和第k+1个周期的量测速度，计算第k+1个周期的量测速度的可信度和第k+1个周期的虚拟速度的可信度；基于第k+1个周期的量测速度以及其可信度、第k+1个周期的虚拟速度以及其可信度和电机极距计算当前动子运动的角速度；
6、基于所述当前动子运动的角速度、滑差角速度ωf、定子测量电流iabcxyz、定子电流参考值和滑差给定值ωf*计算得到直线电机的dq轴的参考电压udq，所述参考电压udq进行park反变换后得到直线电机的自然坐标系的参考电压uabcxyz，所述自然坐标系的参考电压uabcxyz传输给直线电机。
7、在一种优选的实施方式中，输出第k+1个周期的速度预测值vpk+1的方法为：
8、将所述第k个周期的速度量测值序列{vmk-n,vmk-n+1...vmk-1,vmk}输入时间序列趋势移动预测模型mp，输出第k+1个周期的速度预测值vpk+1；第k+1个周期的速度预测值vpk+1为：
9、
10、其中，vmk表示第k个周期的传感器量测速度，n表示速度传感器量测值序列的元素数，mk(1)表示一次移动平均数，mk(2)是二次移动平均数，n表示速度传感器量测值序列的元素数，vmk-n、vmk-n+1、vmk-1分别表示第k-n、k-n+1和k-1个周期的量测速度。
11、在一种优选的实施方式中，所述第k个周期的虚拟速度的为：
12、vfk＝{vpk+1,vpk+2,vpk+3...vpk+m}；
13、
14、其中，vmk-n,vmk-n+1、vmk-n+2、vmk-n+3分别表示第k-n、第k-n+1、第k-n+2和第k-n+3个周期的量测速度；vpk+1、vpk+2、vpk+3和vpk+m分别表示第k+1、第k+2、第k+3和第k+m个周期的预测速度，vfk表示第k个周期的虚拟速度。
15、在一种优选的实施方式中，在第k+1个周期，计算第k+1个周期的量测速度的可信度和第k+1个周期的虚拟速度的可信度的方法为：
16、
17、其中，vmk是第k个周期的量测速度；vpk+1是第k+1个周期的预测速度；vmk+1是第k+1个周期的量测速度；α为第k+1个周期的量测速度的可信度；β为第k+1个周期的虚拟速度的可信度，x表示待带入未知数。
18、在一种优选的实施方式中，所述当前动子运动的角速度的计算方法为：
19、ωe＝(αvm+βvf)·τ；
20、其中，ωe为当前动子运动的角速度，τ表示电机极距。
21、在一种优选的实施方式中，得到参考电压udq的方法为：
22、基于所述当前动子运动角速度ωe及滑差角速度ωf计算出参考电流角速度ωs，对ωs进行积分可得间接磁场定向中动子磁链角度θi；
23、基于定子电流参考值和滑差给定值ωf*，依据感应电机方程计算出直线电机的dq轴电流给定值i*ds和i*qs；
24、基于定子测量电流iabcxyz以及所述间接磁场定向中动子磁链角度θi，经坐标反变换得到直线电机的dq轴电流反馈值ids和iqs；
25、基于所述直线电机的dq轴电流反馈值ids和iqs和所述直线电机的dq轴电流给定值i*ds和i*qs，经过pi调节器得到直线电机的dq轴参考电压udq。
26、在一种优选的实施方式中，基于所述当前动子运动角速度ωe及滑差角速度ωf计算出参考电流角速度ωs，对ωs进行积分可得间接磁场定向中动子磁链角度θi，具体方法为：
27、
28、在一种优选的实施方式中，基于所述直线电机的dq轴电流反馈值ids和iqs和所述直线电机的dq轴电流给定值i*ds和i*qs，经过pi调节器得到直线电机的dq轴参考电压udq包括：
29、
30、udq＝ud+juq；
31、kp为pi调节器的比例调节系数，ki为pi调节器的积分调节系数，s表示复数域的微分算子，j表示复数的虚部，ud表示d轴参考电压，uq表示q轴参考电压。
32、本发明的有益效果：
33、(1)本发明针对跨声速存在的速度不确定干扰问题，使用时间序列趋势移动预测模型及所求的速度预测值，滚动合成一段超局部虚拟速度，并依据可信度正态量化将传感器量测速度和虚拟速度加权融合，代替单一的传感器量测速度返回控制系统，以实现速度抗干扰控制，且此方法不需要增加任何新的硬件设备。
34、(2)本发明基于传感器量测速度和虚拟速度加权融合得到参考电压，参考电压代替单一的传感器量测速度返回控制系统，提高了速度信息准确度。
35、(3)本发明考虑了当前动子运动的角速度、滑差角速度ωf、定子测量电流iabcxyz、定子电流参考值和滑差给定值ωf*计算得到直线电机的dq轴的参考电压udq，考虑了多种因素，得到的参考电压准确合理，实现了良好平稳的控制。
1.一种超高速直线电机虚实速度融合抗干扰控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的超高速直线电机虚实速度融合抗干扰控制方法，其特征在于，输出第k+1个周期的速度预测值vpk+1的方法为：
3.根据权利要求2所述的超高速直线电机虚实速度融合抗干扰控制方法，其特征在于，所述第k+1个周期的虚拟速度的为：
4.根据权利要求3所述的超高速直线电机虚实速度融合抗干扰控制方法，其特征在于，在第k+1个周期，计算第k+1个周期的量测速度的可信度和第k+1个周期的虚拟速度的可信度的方法为：
5.根据权利要求4所述的超高速直线电机虚实速度融合抗干扰控制方法，其特征在于，所述当前动子运动的角速度的计算方法为：
6.根据权利要求5所述的超高速直线电机虚实速度融合抗干扰控制方法，其特征在于，得到参考电压udq的方法为：
7.根据权利要求6所述的超高速直线电机虚实速度融合抗干扰控制方法，其特征在于，基于所述当前动子运动角速度ωe及滑差角速度ωf计算出参考电流角速度ωs，对ωs进行积分可得间接磁场定向中动子磁链角度θi，具体方法为：
8.根据权利要求6所述的超高速直线电机虚实速度融合抗干扰控制方法，其特征在于，基于所述直线电机的dq轴电流反馈值ids和iqs和所述直线电机的dq轴电流给定值i*ds和i*qs，经过pi调节器得到直线电机的dq轴参考电压udq包括：
