[發明專利]一種交流電機自適應控制方法及控制系統

在審

• 申請號: 201710962756.8
• 申請日: 2017-10-02
• 公開（公告）號: CN107544257A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 韓芳;朱玉琴;張亞;朱婕;胡艷麗
• 申請（專利權）人: 淮南師范學院
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種交流電機自適應控制方法，其特征在于，所述方法具體為：進行交流電機運行環境溫度采集及交流電機電流采樣，將結果傳送給主控芯片ARM，主控芯片ARM根據溫度模型及電流模型，對溫度及電流進行FFT運算，通過驅動器控制智能逆變器IPM實現交流電機的自適應控制；

所述溫度模型具體為：

把電機運行整個過程離散為一個個小區間T，在每個小區間上的溫度值由溫度傳感器在線檢測，并做近似線性化處理，再經隔離、濾波、放大及頻率補償處理后，送入ARM的I/O，進行A/D轉換并數字濾波處理，然后做快速FFT運算，獲得的溫度-時間關系式，如公式一所示：

式中：θ_i-第i時間段溫度；θ_i-1-第i-1時間段溫度，

θ_i去噪聲處理，依據數據融合法則，去噪聲算法如下：

設滿足條件的溫度方程θ，如公式二所示：

θ＝Hθ_i+R公式二

式中：H——溫度方程系數矩陣；R——誤差向量，

根據一致性法則，公式二計算的溫度值去極值處理，然后分兩組，分別表示為θ_1k、θ_2k，則每組算術平均值及噪聲標準誤差依次表示為公式三：

根據分批估算原則獲得溫度融合標準誤差，如公式四所示：

令H＝[1 1]^T，σ＝[T₁ T₂]^T，可推導出溫度動態響應的函數式，如公式五所示：

由公式五算出的溫度值應滿足T＜T_m，T_m為電機正常運行極限溫度；

電流模型具體為：

設采樣電流頻率為f_s，信號源頻率為f，取f_S＞2f，采樣點數為N，N取2的整數次方，送入到ARM中，先做A/D轉換，而后進行數字濾波處理、FFT算法，獲得一個N點復數，每一個復數點對應一個頻率，接著進行取模運算獲得該頻率下幅頻響應函數，再由FFT公式推導出各相電流基次波實部和虛部的數學模型；

相電流基次波實部公式如公式六所示：

相電流基次波虛部公式如公式七所示：

式中：I_ka-第k時間段的電流；I_ka-1-第k-1時間段的電流，

采取前面溫度去噪聲算法獲得相實部去噪聲處理的標準誤差公式，如公式八所示：

式中：I_1i，I_2i-I_ka分組電流；I₁，I₂-每組對應的算術平均值，將公式六和公式八式聯立求得電流動態跟蹤的數學模型，如公式九所示：

根據公式九計算的電流值應滿足I_ka＜I_m，I_m為電機正常運行時額定電流。

2.一種實現權利要求1所述的交流電機自適應控制方法的交流電機自適應控制系統，包括溫度采集電路、電流采樣保值電路，其特征在于，所述控制系統還包括主控芯片ARM、驅動器、智能逆變器IPM，所述主控芯片ARM分別連接溫度采集電路、電流采樣保值電路、驅動器，所述驅動器連接智能逆變器IPM，智能逆變器IPM設置在電網的整流濾波電路與交流電機之間。

3.如權利要求2所述的交流電機自適應控制系統，其特征在于，所述控制系統還包括與主控芯片ARM連接的故障檢測電路、串行通信接口、液晶顯示器。

4.如權利要求2所述的交流電機自適應控制系統，其特征在于，所述主控芯片ARM為PLC2919。

5.如權利要求2所述的交流電機自適應控制系統，其特征在于，所述智能逆變器IPM為PS21865。

6.如權利要求2所述的交流電機自適應控制系統，其特征在于，所述溫度采集電路包括溫度傳感器DS18820。