一種可精確控制的高速電機驅動系統及方法技術方案

本發明專利技術提供了一種可精確控制的高速電機驅動系統及方法，系統包括：包括：信息采集模塊、信息處理模塊和對比結果模塊；方法包括：采集高速電機的控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率的信息數據，并將信息數據按照標識分類存儲；調取信息采集模塊的信息數據，進行信息數據的一一對比，得到對比結果；將信息數據的對比結果輸入數據庫，進行評分，得到當前的高速電機驅動的控制狀態。本發明專利技術實現了高速電機全流程的重要數據的采集，為對比結果模塊得到高速電機驅動的控制狀態提供了完整且準確的信息數據，另外將信息數據按照標識分類存儲，一方面提高了對比的效率和準確性，另一方面提高了信息處理模塊的效率，實現了控制狀態的直觀顯示。的直觀顯示。的直觀顯示。

【技術實現步驟摘要】
一種可精確控制的高速電機驅動系統及方法


[0001]本專利技術涉及電機控制
，特別涉及一種可精確控制的高速電機驅動系統及方法。

技術介紹

[0002]高速電機通常是指轉速超過10000r/min的電機，其因為轉速高，體積遠小于功率普通的電機，與原動機相連，取消了傳統的減速機構，高速電機轉動慣量小等原因，所以具有電機功率密度高，可以有效的節約材料，傳動效率高，噪音小，動態響應快等優點。但是由于其轉速較高，使得對其控制較為困難，直接影響了高速電機的穩定性和可靠性。
[0003]現有技術一，申請號：CN202210686712.8公開了一種可精確控制的高速電機驅動裝置，包括電機主體，還包括有計數模塊、信號接收模塊、信號處理模塊以及驅動控制模塊和傳動機構，計數模塊設置在電機主體上，計數模塊用于對電機主體的轉動圈數進行計數，信號接收模塊用于接收計數模塊采集的數據信號，雖然通過信號處理模塊對采集的數據進行分析處理，待達到標定數值時，通過控制模塊控制電機主體停止工作，具有高便捷性、靈敏度高、高可靠性、高穩定性、高精確度、高靈活度等特點；但是僅從轉動圈數來判斷高度電機的性能較為片面，導致得到的高速電機控制不精準。
[0004]現有技術二，申請號：CN201710197980.2公開了一種應用于高速電機驅動控制器的無位置控制電路，包括整流橋、電機驅動模塊、電流檢測模塊、電壓檢測模塊和微控制器，整流橋連接有交流電源，電機驅動模塊電源輸出至電機，整流橋與電機驅動模塊之間連接有電流檢測模塊和電壓檢測模塊，微控制器接收電流檢測模塊和電壓檢測模塊的檢測信號，并輸出控制信號至電機驅動模塊，在無法安裝物理位置傳感器的電機場合可以正常使用永磁同步電機，減少物理位置傳感器在高速時造成的位置誤差；雖然避免了物理傳感器在安裝時出現的安置偏差，從而使電機速度更穩定，噪音更低，轉速更高；減少了物理位置傳感器，降低了電機的成本，提高系統的可靠性；但是其控制的方式較為簡單，不能高效的實現對高速電機的驅動控制。
[0005]現有技術三，申請號：CN201910191599.4公開了一種基于脈寬調制極值電壓諧波注入高速電機驅動方法及裝置，高速電機旋轉時會產生較高的反電勢，限制了永磁同步電機的最高轉速，為提高電機工作運行時的電壓利用效率，提高電機的最高轉速，提出了一種脈寬調制極值電壓諧波注入方法。相電壓諧波注入值的計算依據三相電壓當前計算周期的相電壓極值關系進行確定，并采用查表方式進行諧波注入，以減小計算時間，提高電流響應速度。采用三相相電壓等比例縮放的脈寬調制方式，消除了傳統脈寬調制相電壓幅值限幅造成的電壓矢量計算角度偏差。雖然有效提高了母線電壓利用率，有效抑制了傳統脈寬調制方法的電壓矢量計算角度偏差，提高電機在高速旋轉工況下的電流控制精度；但是僅靠電流無法確保對高速電機的精準控制，無法保證高速電機的動作的精度。
[0006]目前現有技術一、現有技術二和現有技術三存在對高速電機驅動控制參數較單一，無法做到全流程監測，導致無法準確的反應高速電機驅動控制效率的問題，因而，本發
明提供一種可精確控制的高速電機驅動系統及方法，實現了高速電機運行全過程的監測，保證高速電機驅動控制效率及精度。

技術實現思路

[0007]為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種可精確控制的高速電機驅動系統，包括：
[0008]信息采集模塊，負責采集高速電機的控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率的信息數據，并將信息數據按照標識分類存儲；
[0009]信息處理模塊，負責調取信息采集模塊的信息數據，進行信息數據的一一對比，得到對比結果；將控制信號與原始信號的相位對比，位置信號包含高速電機的初始位置及停止位置，與控制器測定的初始位置及預設的停止位置對比，轉動圈數與控制器預設的轉動圈數對比，輸出功率與高速電機的預設功率對比；
[0010]對比結果模塊，負責將信息數據的對比結果輸入數據庫，進行評分，得到當前的高速電機驅動的控制狀態。
[0011]可選的，信息采集模塊，包含：
[0012]分類特征設定子模塊，負責設置標識分類特征，得到控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率對應的標識分類特征值的集合；
[0013]位置信息重排子模塊，負責對控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率，按照采集時刻的不同進行預分類；以及與時刻分別對應且表示控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率，在對應采集時刻的多個位置信息，按采集時刻順序對多個位置信息進行重排；
[0014]特征值分析子模塊，負責對重排后的控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率的特征值進行分析，得到待分類控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率的標識分類特征值的組合；
[0015]分類及存儲子模塊，負責按照標識分類特征值的集合，將待分類控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率帶入隱馬爾可夫模型，按照標識分類特征值進行分類并存儲至存儲器。
[0016]可選的，信息處理模塊，包含：
[0017]信息獲取子模塊，負責按照標識分類特征值調取控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率；
[0018]閾值設定子模塊，負責獲取原始信號、控制器測定的初始位置及預設的停止位置、控制器預設的轉動圈數和高速電機的預設功率；同時獲取第一閾值、第二閾值、第三閾值和第四閾值；
[0019]結果發送子模塊，負責將所有的比對結果經過無線網絡發送至數據庫。
[0020]可選的，第一閾值對應控制信號與原始信號的相位對比結果，第二閾值對應高速電機的初始位置及停止位置，與控制器測定的初始位置及預設的停止位置對比結果，第三閾值對應轉動圈數與控制器預設的轉動圈數對比結果，第四閾值對應輸出功率與高速電機的預設功率對比結果。
[0021]可選的，閾值設定子模塊，包含：
[0022]閾值預設單元，負責根據高速電機驅動運行額定信息閾值設定；
[0023]配置文件單元，負責根據閾值預設單元設定的閾值，建立監控閾值配置文件，監控閾值配置文件包含一個或多個配置項，每個配置項包含相應的節和選項，每個節由定義范圍、監控對象范圍和監控對象標識構成，每個選項由監控項和監控閾值構成；
[0024]網絡預測單元，負責采用神經網絡預測模型，根據高速電機運行中的控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率的變化，實時調整閾值預設單元設定的閾值。
[0025]可選的，閾值預設單元中的額定信息為高速電機的運行參數，包含：電壓、電流計功率；閾值包含第一閾值、第二閾值、第三閾值和第四閾值；
[0026]配置文件單元中的定義范圍為高速電機驅動運行的控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率的正常值，監控對象范圍為高速電機及其驅動系統，監控對象標識為控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率對應的標識分類特征值；監控項為控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率，監控閾值為高速電機的額定信息。
[0027]可選的，神經網絡預測模型由輸入層、隱藏層及輸出層組成；
[0028]輸入層，負責采集本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種可精確控制的高速電機驅動系統，其特征在于，包括：信息采集模塊，負責采集高速電機的控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率的信息數據，并將信息數據按照標識分類存儲；信息處理模塊，負責調取信息采集模塊的信息數據，進行信息數據的一一對比，得到對比結果；將控制信號與原始信號的相位對比，位置信號包含高速電機的初始位置及停止位置，與控制器測定的初始位置及預設的停止位置對比，轉動圈數與控制器預設的轉動圈數對比，輸出功率與高速電機的預設功率對比；對比結果模塊，負責將信息數據的對比結果輸入數據庫，進行評分，得到當前的高速電機驅動的控制狀態。2.如權利要求1所述的可精確控制的高速電機驅動系統，其特征在于，信息采集模塊，包含：分類特征設定子模塊，負責設置標識分類特征，得到控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率對應的標識分類特征值的集合；位置信息重排子模塊，負責對控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率，按照采集時刻的不同進行預分類；以及與時刻分別對應且表示控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率，在對應采集時刻的多個位置信息，按采集時刻順序對多個位置信息進行重排；特征值分析子模塊，負責對重排后的控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率的特征值進行分析，得到待分類控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率的標識分類特征值的組合；分類及存儲子模塊，負責按照標識分類特征值的集合，將待分類控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率帶入隱馬爾可夫模型，按照標識分類特征值進行分類并存儲至存儲器。3.如權利要求1所述的可精確控制的高速電機驅動系統，其特征在于，信息處理模塊，包含：信息獲取子模塊，負責按照標識分類特征值調取控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率；閾值設定子模塊，負責獲取原始信號、控制器測定的初始位置及預設的停止位置、控制器預設的轉動圈數和高速電機的預設功率；同時獲取第一閾值、第二閾值、第三閾值和第四閾值；結果發送子模塊，負責將所有的比對結果經過無線網絡發送至數據庫。4.如權利要求3所述的可精確控制的高速電機驅動系統，其特征在于，第一閾值對應控制信號與原始信號的相位對比結果，第二閾值對應高速電機的初始位置及停止位置，與控制器測定的初始位置及預設的停止位置對比結果，第三閾值對應轉動圈數與控制器預設的轉動圈數對比結果，第四閾值對應輸出功率與高速電機的預設功率對比結果。5.如權利要求3所述的可精確控制的高速電機驅動系統，其特征在于，閾值設定子模塊，包含：閾值預設單元，負責根據高速電機驅動運行額定信息閾值設定；配置文件單元，負責根據閾值預設單元設定的閾值，建立監控閾值配置文件，監控閾值配置文件包含一個或多個配置項，每個配置項包含相應的節和選項，每個節由定義范圍、監
控對象范圍和監控對象標識構成，每個選項由監控項和監控閾值構成；網絡預測單元，負責采用神經網絡預測模型，根據高速電機運行中的控制信號、位置信號、轉動圈數及輸出功率的變化，實時調整閾值預設單元設定的閾值。6.如權利要求5所述的可精確控制的高速電機驅動系統，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭慧明，吳智釗，
申請(專利權)人：深圳市游名科技有限公司，
類型：發明
國別省市：