[發(fā)明專利]基于PSO優(yōu)化模糊MRAS永磁同步電主軸無速度傳感器控制方法及控制系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115840365A
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單文桃;惲之恒;韓振華;巢淵;劉凱磊;康紹鵬;丁力
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京啟揚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32703
• 代理人: 陳棟智

1.一種基于PSO優(yōu)化模糊MRAS永磁同步電主軸無速度傳感器控制方法，根據(jù)MRAS無速度傳感器系統(tǒng)工作原理，將電主軸本體當做參考模型，可調(diào)模型由旋轉(zhuǎn)坐標系下的定子電流方程轉(zhuǎn)換而來，通過可調(diào)模型的輸出量和參考模型的輸出量產(chǎn)生的誤差，設(shè)計合適的自適應(yīng)律來調(diào)節(jié)可調(diào)模型；其特征在于，所述自適應(yīng)律采用PI控制器，通過模糊控制原理得到最佳的PI控制器參數(shù)，利用粒子群算法動態(tài)調(diào)節(jié)模糊PI控制器中的量化因子和比例因子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PSO優(yōu)化模糊MRAS永磁同步電主軸無速度傳感器控制方法，其特征在于，利用粒子群算法動態(tài)調(diào)節(jié)模糊PI控制器中的量化因子和比例因子的具體步驟如下：

步驟1)初始化粒子群，對粒子群規(guī)模、維數(shù)、迭代次數(shù)以及粒子的速度V_i和位置X_i進行設(shè)置，同時設(shè)置模糊控制器中的量化因子和比例因子的范圍；

步驟2)設(shè)置適應(yīng)度函數(shù)；

步驟3)計算每個粒子個體最優(yōu)值；

步驟4)利用速度迭代公式更新粒子的速度V_i，利用位置迭代公式更新粒子的位置X_i；

步驟5)判斷是否滿足終止條件，滿足即結(jié)束得到全局最優(yōu)解，不滿足則繼續(xù)循環(huán)迭代，直至滿足條件。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于PSO優(yōu)化模糊MRAS永磁同步電主軸無速度傳感器控制方法，其特征在于，步驟2)中選擇ITAE準則作為適應(yīng)度函數(shù)，公式如下：

式中：t為仿真時間，e(t)為系統(tǒng)誤差。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于PSO優(yōu)化模糊MRAS永磁同步電主軸無速度傳感器控制方法，其特征在于，步驟3)具體為：計算每個粒子個體最優(yōu)值f_pbest，如果當前值f_i個體最優(yōu)值f_pbest，則用f_i取代f_pbest，得到新的位置和速度，同理全局最優(yōu)解也如此。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于PSO優(yōu)化模糊MRAS永磁同步電主軸無速度傳感器控制方法，其特征在于，步驟4)具體中，將粒子的速度V_i設(shè)置在[V_min,V_max]之間，將粒子位置X_i設(shè)置在[0,X_max]之間；

速度迭代公式為：V_id^k+1＝ω(k)V_id^k+c₁r₁(P_id^k-X_id^k)+c₂r₂(P_gd-X_id^k)

位置迭代公式：X_id^k+1＝X_id^k+X_id^k+1

式中，c₁、c₂是學習因子，r₁、r₂是0到1之間的隨機數(shù)，V_id為速度迭代信息，X_id為位置迭代信息，P_id根據(jù)適應(yīng)度評判產(chǎn)生的個體極值，P_gd根據(jù)適應(yīng)度評判產(chǎn)生的全局極值，ω(k)代表粒子的慣性權(quán)重，其滿足如下公式：

ω(k)＝ω_start-(ω_start-ω_end)(T_max-k)/T_max

其中，ω_start是初始權(quán)重，ω_end是最后一次迭代權(quán)重，k為此時迭代次數(shù)，T_max為最大迭代次數(shù)。