[發明專利]一種基于雜交粒子群優化的PMLSM迭代學習控制方法及系統

在審

• 申請號: 201810900809.8
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109039173A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 王麗梅;宋宏梅
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02P6/17
• 分類號: H02P6/17
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 邵明新

本發明屬于數控加工控制技術領域，尤其涉及一種基于雜交粒子群優化的PMLSM的迭代學習控制方法及系統。其針對具有重復性或周期性的被控對象，具有嚴格的數學描述、完善的理論體系，不完全依賴于系統的精確模型，能夠控制非線性系統。包括主電路、控制電路及控制對象。所述控制對象為機身裝有光柵尺的三相PMLSM。所述主電路：用于將220V交流電轉換成驅動PMLSM的三相交流電。所述控制電路：實現對PMLSM的基于雜交粒子群優化的迭代學習位置控制、PI速度控制。

技術領域

本發明屬于數控加工控制技術領域，尤其涉及一種基于雜交粒子群優化的PMLSM的迭代學習控制方法及系統。

背景技術

在近半個世紀以來，隨著電力電子器件的性能不斷提高，直驅控制技術的日趨成熟，在數控機床的上大量應用的永磁同步直線電機受到了人們的廣泛關注，在本體和控制策略方面展開了大量相關的研究，并取得了相當顯著的成果。高檔數控機床采用直線電機驅動是未來的發展趨勢，大推力直線電機正在成為高檔數控機床的關鍵基礎部件，國家也將對直線電機控制與驅動技術的研究給予大力的扶持與推進，所以研究直線電機新的控制技術，對提高我國在直線電機領域的理論研究和工業應用水平具有重要意義。

永磁直線同步電機利用高能永磁體，省去中間轉換機構，具有推力強度大、損耗低、運行可靠性高、時間常數小、裝置簡單、響應快等特點，使進給系統的快速反應能力和運動精度得到了極大地提高。但是由于永磁直線同步電動機鐵心和繞組的兩個端部區域與其中間位置的磁場分布顯著不同，再加上參數攝動等不確定因素，很難建立精確的永磁直線同步電機的數學模型。而且，直線電機采用直接驅動方式，系統的負載擾動、自身和外部擾動、參數攝動等不確定因素將直接作用于電動機本身，沒有任何中間的緩沖過程，直接影響到直線電驅進給系統性能，這大大增加了直線電機的控制難度。

迭代學習控制(ILC)是一種前饋控制方法，針對具有重復性或周期性的被控對象，具有嚴格的數學描述，完善的理論體系，不完全依賴于系統的精確模型，能夠控制非線性系統。ILC算法原理簡單易于實現，而且具有很好的魯棒性，因此得到了很多應用。但是在傳統的ILC控制過程中，迭代學習控制增益是固定不變的，而且在迭代學習過程中誤差信號存在的發散分量積累會導致系統收斂性變差甚至發散。為了彌補傳統迭代學習控制不足，滿足數控技術的高精度、高速度的伺服系統性能要求，這就需要設計出適用于PMLSM的高速度、高精度和強魯棒性的伺服控制系統，所以本發明提出了一種基于雜交粒子群優化的PMLSM的迭代學習控制方法及系統。

發明內容

本發明就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種基于雜交粒子群優化的PMLSM的迭代學習控制方法及系統。其針對具有重復性或周期性的被控對象，具有嚴格的數學描述、完善的理論體系，不完全依賴于系統的精確模型，能夠控制非線性系統。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，包括主電路、控制電路及控制對象；

所述控制對象為機身裝有光柵尺的三相PMLSM；

所述主電路：用于將220V交流電轉換成驅動PMLSM的三相交流電；

所述控制電路：實現對PMLSM的基于雜交粒子群優化的迭代學習位置控制、PI速度控制。

作為本發明的一種優選方案，所述主電路包括調壓電路、整流濾波單元和IPM逆變單元；

所述整流濾波單元：通過與三相交流電源相連，用于將變化的交流電轉化為穩定的直流電；

所述IPM逆變單元：用于將整流濾波電路輸出的直流電逆變成交流電，供給PMLSM。