[發明專利]一種波浪直線作動器的控制系統及其設計方法在審
| 申請號： | 202011576613.1 | 申請日： | 2020-12-28 |
| 公開（公告）號： | CN112737449A | 公開（公告）日： | 2021-04-30 |
| 發明（設計）人： | 夏濤;劉亮;李俊輝;季平;陸恒;張埕瑜;劉海濤;孟高軍 | 申請（專利權）人： | 南京工程學院 |
| 主分類號： | H02P21/13 | 分類號： | H02P21/13;H02P25/06;H02P27/08;G06N3/00;G06N3/04 |
| 代理公司： | 南京鐘山專利代理有限公司 32252 | 代理人： | 陳月菊 |
| 地址： | 211167 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 波浪 直線 作動器 控制系統 及其 設計 方法 | ||
本發明公開了一種波浪直線作動器的控制系統，包括線性自適應干擾抑制控制器、狀態擴展觀測器、q軸BP?SSO?PID調節器、d軸BP?SSO?PID調節器、反park變換模塊、PT?PWM脈沖寬度調制模塊、三相逆變器、波浪直線作動器、Clark變換模塊、park變換模塊、電流傳感器以及轉速與位置傳感器。本發明能夠在海洋條件惡劣的情況下，使波浪直線作動器將浮筒波浪發電裝置穩定提升至安全高度，從而避免巨型海浪對浮筒發電裝置的沖擊損毀，大大降低了波浪發電裝置的磨損與形變，延長了發電裝置的使用年限。
技術領域
本發明涉及波浪能發電設備保護技術領域，具體而言涉及一種波浪直線作動器的控制系統及其設計方法。
背景技術
波浪能的開發和利用能夠便捷有效的為海上設備提供能量，但海洋環境多變，波浪發電裝置也易在極端惡劣氣象條件下，受到大風浪的沖擊。為了保證波浪發電裝置的安全，需要一種能夠在風浪中將波浪發電裝置安全穩定提升的裝置。
波浪直線作動器是一種將電能直接轉換為直線運動的裝置，其不需要傳統的機械傳動裝置。由于其具有可靠性高、轉矩慣量比大、易散熱、尺寸小和功率密度高等優點，波浪直線作動器在各個領域(機器人、精密電力驅動、計算機外圍設備)中都得到廣泛應用。
波浪直線作動器的控制系統模型包含了參數值的不確定性，在風浪作用下，負載轉矩所代表的外部擾動可能具有顯著的變化特征。當這些不確定的因素超過傳統控制技術所接受的范圍時，控制系統就會失去穩定。
發明內容
本發明針對現有技術中的不足，提供一種波浪直線作動器的控制系統及其設計方法，能夠在海洋條件惡劣的情況下，使波浪直線作動器將浮筒波浪發電裝置穩定提升至安全高度，從而避免巨型海浪對浮筒發電裝置的沖擊損毀，大大降低了波浪發電裝置的磨損與形變，延長了發電裝置的使用年限。
為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
一種波浪直線作動器的控制系統，所述控制系統包括線性自適應干擾抑制控制器、狀態擴展觀測器、q軸BP-SSO-PID調節器、d軸BP-SSO-PID調節器、反park變換模塊、PT-PWM脈沖寬度調制模塊、三相逆變器、波浪直線作動器、Clark變換模塊、park變換模塊、電流傳感器以及轉速與位置傳感器；
所述狀態擴展觀測器的輸入u和y分別為q軸期望電流和波浪直線作動器的實際速度ω，狀態擴展觀測器的輸出分別為ω的估計值z1、擾動估計值z2；
所述線性自適應干擾抑制控制器的輸入端分別與波浪直線作動器和狀態擴展觀測器耦合連接，輸出端通過第一差值計算單元與q軸BP-SSO-PID調節器的輸入端耦合連接；所述d軸BP-SSO-PID調節器的輸入端與第二差值計算單元耦合連接；所述電流互感器輸出的ab兩相電流依次經過Clark變換模塊和park變換模塊后獲得d軸和q軸電流id和iq，分別連接至第一差值計算單元和第二差值計算單元與線性自適應干擾抑制控制器的輸出和d軸期望電流求取對應的差值信號；
其中，所述線性自適應干擾抑制控制器的輸入包括波浪直線作動器的期望速度ωref、狀態擴展觀測器的輸出z1和z2，線性自適應干擾抑制控制器的輸出和park模塊輸出的q軸電流iq的差值與q軸BP-SSO-PID調節器的輸入相連接，d軸期望電流和park模塊輸出的d軸電流id的差值與d軸BP-SSO-PID調節器的輸入相連接；
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