[發明專利]一種接觸器的自動建模及硬件在環仿真方法

有效

• 申請號: 201710281590.3
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN106951664B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 湯龍飛;許志紅
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;薛金才

本發明提供一種接觸器的自動建模及硬件在環仿真方法，融合了接觸器的智能控制、數據采集及硬件在環仿真三個部分：數據采集系統可以采集接觸器運行過程中的各種動態參數，之后引入神經網絡來建立接觸器的神經網絡模型，僅通過采集線圈電壓及線圈電流即可計算接觸器動鐵心的實時位移，在神經網絡的訓練過程中會自動計入永磁體的作用。為接觸器的位移計算提供了一種簡單、通用的訓練方法，促進位移閉環控制技術的應用；最后結合位移閉環，在上位機中編寫接觸器的各種智能控制策略，并將控制策略與ANN模型一起下載到實時處理器中進行硬件在環仿真，驗證ANN模型及智能控制策略的有效性；方便智能接觸器的開發。

技術領域

本發明涉及一種接觸器的自動建模及硬件在環仿真方法。

背景技術

接觸器主要用于遠距離頻繁接通和分斷主回路，廣泛應用在各種工業控制領域中，其性能指標直接影響到整個用電系統和控制系統的安全、穩定。傳統電磁式接觸器存在觸頭彈跳嚴重、功耗大、噪聲大、工作電壓范圍窄等不足，且隨著接觸器容量的增大，不足愈加凸顯。近年來，接觸器的智能控制技術發展迅速，改善了傳統接觸器存在的不足，主要提出了如下控制方案：文獻[1-3]提出了接觸器高壓直流起動，低壓直流保持的開環控制方案，采用分段激勵的控制方式對接觸器的起動過程進行優化控制。文獻^[4-5]提出了接觸器的PWM智能控制方案，以線圈電流作為反饋，進行閉環控制，直接調節接觸器的激磁狀態。文獻[6-7]采用位移估算技術，實現起動過程的無位置傳感器的位移閉環控制；文獻[8-10]將位移估算技術應用到永磁接觸器的智能控制中。

對比以上控制方案可以看出：接觸器線圈電流閉環可以直接控制線圈激磁狀態，便于優化控制；可以實現接觸器的寬電壓及節能無聲運行；也可以避免接觸器卡澀等引起的線圈過流，提高運行安全性，是一種較為合理的控制方案[11]。而對接觸器的位移進行閉環控制則可以有效控制動鐵心在起動及分斷過程中的運動速度，從而減少起動過程中的觸頭彈跳及分斷過程中的電弧，進一步提高性能[12]。但現有的位移估算技術需要求解被控接觸器的磁路方程，要求已知較多的接觸器結構參數及材料特性參數，計算量大，通用性較差，且隨著接觸器磁路非線性飽和狀態的加劇，其估算精度更是難以保證，限制著位移估算技術的應用。

參考文獻

[1]許志紅，張培銘.智能交流接觸器動態吸合過程研究[J].中國電機工程學報，2007，27(18)：108-113.

[2]許志紅，張培銘.基于蟻群算法的智能交流接觸器優化設計[J].電工電能新技術，2005，27(3)：9-12.

[3]湯龍飛，許志紅.交流接觸器新型智能抗電壓跌落控制模塊的設計[J].中國電機工程學報，2012，32(27)：95-103.

[4]Paulo Mário dos，Santos Dias de Moraes，Arnaldo José Perin.Anelectronic control unit for reducing contact bounce in electromagneticcontactors[J].IEEE Trans.on Industrial Electronics，2008，55(2)：861-870.

[5]湯龍飛，許志紅.閉環斬波起動交流接觸器控制模塊設計[J].中國電機工程學報，2013，33(18)：132-139.

[6]Antonio Garcia Espinosa，Jordi-Roger Riba Ruiz，Cusidó J.Sensorlesscontrol and fault diagnosis of electromechanical contactors[J].IEEE Trans.onIndustrial Electronics，2008，55(10)：3742-3750.