[發明專利]基于免疫算法的感應電機無源性控制方法

有效

• 申請號: 202010062831.7
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111313782B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 丁文;尹忠剛;丁虎晨
• 申請（專利權）人: 江蘇新安電器股份有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/18;H02P27/12
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

基于免疫算法的感應電機無源性控制方法，其中控制系統包含逆變器模塊、感應電機模塊、轉速外環控制器PI模塊、免疫無源性控制器模塊、速度編碼器模塊、2/2坐標變換模塊a、2/2坐標變換模塊b、3/2坐標變換模塊、空間矢量脈寬調制模塊和旋轉角度計算模塊；上述控制系統的控制方法利用輸出反饋使得閉環系統特性表現為一無源映射，配置系統能量耗散特性方程中的無功分量“無功力”，迫使系統總能量跟蹤預期的能量函數，保證系統的穩定性，使被控對象的輸出漸近收斂到期望值；本發明將免疫結構引入到無源性控制之中，提出了基于免疫算法的無源性控制器；利用免疫算法對控制器中的可調參數實時調節，保證系統的快速和穩定性。

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，具體涉及基于免疫算法的感應電機無源性控制方法。

背景技術

感應電機(Induction Machine)是一個非線性、多變量、強耦合、參數時變、大干擾的復雜對象，具有高精度、高動態性能、高可靠性、小體積等優勢，在高精度和高可靠性要求場合獲得廣泛應用，如工業、民用、軍事等領域，它的有效控制一直是國內外研究的熱點問題，現已提出了多種控制策略與方法。

現有的感應電機控制方法基本以矢量控制或者直接轉矩控制為基礎，雖然都能獲得較高的動、靜態性能，但是矢量控制、直接轉矩控制也存在一些問題：矢量控制系統對電機參數的依賴性大，而電機參數存在時變性，難以達到理想的控制；直接轉矩控制系統在起動和低速運行時轉矩波動較大。

對此，為獲得高性能感應電機控制系統，一些利用非線性控制系統設計的控制方案被提出，如內?？刂啤㈩A測控制、滑模控制等控制方法來進行研究，使感應電機系統的性能有了較大的提高。

但仍存在一些問題，內模控制方法需要被控對象的內部模型，且當模型失配時，控制效果變差，甚至導致系統不穩。預測控制方法在線計算時間長，計算量大，理論分析難以深入?；？刂品椒l繁高速的開關切換會帶來高頻抖動，穩態精度低，甚至產生震蕩。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的問題，本發明提供基于免疫算法的感應電機無源性控制方法，具有較高的動、靜態性能，且結構簡單、可靠、穩定性高；本發明還提供上述控制系統的控制方法，參數實時調節方便，不需要大量的計算就能完成，有效改善感應電機的動態性能。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

基于免疫算法的感應電機無源性控制方法，包含主電路和控制電路；

所述主電路包括逆變器模塊和感應電機模塊，所述逆變器模塊與所述感應電機模塊連接；

所述控制電路包括轉速外環控制器PI模塊、免疫無源性控制器模塊a、免疫無源性控制器模塊b、速度編碼器模塊、2/2坐標變換模塊a、2/2坐標變換模塊b、3/2坐標變換模塊、空間矢量脈寬調制模塊和旋轉角度計算模塊；

所述感應電機模塊的輸出端分別與所述3/2坐標變換模塊和所述速度編碼器模塊的輸入端連接；所述3/2坐標變換模塊的輸出端連接所述2/2坐標變換模塊b的輸入端；

所述免疫無源性控制器模塊b的輸入端分別連接所述2/2坐標變換模塊b、所述速度編碼器模塊和所述轉速外環控制器PI模塊的輸入端；

所述免疫無源性控制器模塊b的輸出端通過所述2/2坐標變換模塊a連接所述空間矢量脈寬調制模塊的輸入端，所述空間矢量脈寬調制模塊的輸出端與所述逆變器模塊的輸入端連接；

所述速度編碼器模塊的輸出端連接所述轉速外環控制器PI模塊，所述免疫無源性控制器模塊a的輸出端與所述速度編碼器模塊的輸出端連接后與所述旋轉角度計算模塊的輸入端連接，所述旋轉角度計算模塊的輸出端分別與所述2/2坐標變換模塊b和所述2/2坐標變換模塊a連接；

包含以下步驟：