[發明專利]一種直線電機調速系統及方法

有效

• 申請號: 201811468913.0
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109309468B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 徐偉;郭源生;董義鵬;李明賢
• 申請（專利權）人: 淄博智科電氣科技有限公司
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02P23/14;H02P25/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種直線電機調速系統及方法，包括電機單元、檢測單元和控制單元，其中電機單元包括至少一個直線電機；檢測單元用于檢測直線電機的速度和對應的啟動電流；控制單元與所述檢測單元連接，用于將直線電機的速度輸入到基于反向傳播神經網絡(BP網絡)的訓練模型中，得到直線電機的優化速度并控制所述直線電機達到所述優化速度。本發明的直線電機調速系統及方法能夠克服運行環境的改變及環境干擾等時變和不確定因素對直線電機的影響，使直線電機在相應的啟動電流下達到精確的速度。

技術領域

本發明涉及電機技術領域，更具體地，涉及一種直線電機調速系統及方法。

背景技術

直線電機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。

傳統的直線電機控制技術如PID反饋控制、解耦控制等在交流伺服系統中得到了廣泛的應用。其中PID控制蘊涵動態控制過程中的信息，具有較強的魯棒性，是交流伺服電機驅動系統中最基本的控制方式。為了提高控制效果，往往采用解耦控制和矢量控制技術。在對象模型確定、不變化且是線性的以及操作條件、運行環境是確定不變的條件下，采用傳統控制技術是簡單有效的。

但是在高精度的高性能場合，就必須考慮對象結構與參數的變化的影響。而各種非線性的影響，運行環境的改變及環境干擾等時變和不確定因素，傳統的控制技術并不能解決上述問題。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種直線電機調速的新技術方案。

根據本發明的第一方面，提供了一種直線電機調速系統，包括電機單元、檢測單元和控制單元，所述電機單元包括至少一個直線電機；所述檢測單元用于檢測所述直線電機的速度和對應的啟動電流；所述控制單元與所述檢測單元連接，所述控制單元用于將所述直線電機的速度輸入到基于反向傳播神經網絡(BP網絡)的訓練模型中，得到直線電機的優化速度并控制所述直線電機達到所述優化速度。

進一步的，所述訓練模型通過使用樣本數據訓練獲得，所述訓練過程包括：

獲取樣本數據，所述樣本數據包括啟動電流、直線電機的速度、直線電機的優化速度；

對反向傳播神經網絡(BP網絡)進行初始化賦值；

利用所述樣本數據對所述反向傳播神經網絡(BP網絡)進行訓練得到訓練模型。

進一步的，對反向傳播神經網絡(BP網絡)進行初始化賦值包括：

設置反向傳播神經網絡(BP網絡)的輸入層結點個數為直線電機的速度的個數；

設置反向傳播神經網絡(BP網絡)的每層隱層的結點個數為M，其中M≥1；

設置反向傳播神經網絡(BP網絡)的輸出層結點個數為直線電機的優化速度的個數；

設置輸入層節點與隱層節點的連接權重、隱層節點與輸出節點之間的連接權重、輸入層偏置和輸出層偏置為隨機值；

設置訓練精度。

進一步的，所述利用所述樣本對所述反向傳播神經網絡(BP網絡)進行訓練得到訓練模型，包括：

步驟1、根據樣本數據計算輸出層的輸出O_k；

步驟2、計算輸出層的輸出O_k與直線電機的優化速度的實時誤差；

步驟3、將所述實時誤差自下而上反向傳播到反向傳播神經網絡(BP網絡)，調節輸入層節點與隱層節點的連接權重、隱層節點與輸出節點之間的連接權重、輸入層偏置和輸出層偏置；

步驟4、重復執行步驟2-步驟3，直至輸出層的輸出O_k與直線電機的優化速度的誤差不大于所述訓練精度。