【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電機控制，尤其涉及一種基于plc的永磁同步電機自適應控制方法及系統。
技術介紹
1、永磁同步電機(pmsm)憑借其各種優點,被越來越多地應用于國防、航空航天、電動汽車驅動等領域。隨著科技和社會水平的發展,電機控制系統的高可靠性和高穩定性成為眾多領域的關注焦點。但當電機在長時運作、溫度變化、負載變化等多種復雜多變的應用場景下運行時,電機的相關參數則會發生變化,這也將導致控制器性能產生一定程度的劣化。在機械參數辨識過程中,傳統滑模觀測器(smo)存在抖振和響應慢等問題,且需要額外濾波器來獲得更準確的辨識結果,這可能導致辨識結果的時延和幅值衰減，因此需要一種更加精確和穩定的電機自適應控制方法及系統。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提出一種基于plc的永磁同步電機自適應控制方法及系統，以解決現有的電機控制方法精確性和穩定性不足的問題。
2、基于上述目的，本專利技術提供了一種基于plc的永磁同步電機自適應控制方法，方法包括：
3、s1、基于plc對永磁同步電機系統進行狀態空間建模，將永磁同步電機系統表示為基于plc的狀態空間方程；
4、s2、根據永磁同步電機系統的狀態空間方程，設計龍伯格狀態觀測器；
5、s3、引入變結構控制策略，選擇切換面和切換規律，構造變結構龍伯格觀測器，以估計電機系統的轉子位置；
6、s4、基于plc傳感器檢測永磁同步電機系統轉子的實際位置，使用pll鎖定電路，通過比較預測位置和
7、s5、選擇神經網絡自適應電機模型的控制策略，將觀測器的輸出作為plc控制的輸入，根據實際運行情況和估計的狀態動態調整控制器的參數，通過plc對永磁同步電機進行自適應控制。
8、優選的，步驟s1中，基于plc的狀態空間方程為永磁同步電機在同步旋轉d-q坐標系下的數學模型：
9、；
10、ud,uq與ua,ub,uc的變換關系為：
11、；
12、其中，ua，ub和uc是永磁同步電機的三相定子電壓，rs是定子電阻，是轉子永磁體單相的磁鏈幅值，是轉子的電位置，ωm是轉子機械角速度，np是磁極對數，τe是電磁轉矩，τ1是負載轉矩，b是阻尼系數，ud和uq是d-q軸的定子電壓，id和iq是d-q軸的定子電流，ld和lq是d-q軸的電感，j表示轉矩系數， u α表示永磁同步電機的 α相的電壓， u β表示永磁同步電機的 β相的電壓，t2s/2r表示clarke變換，t3s/2r表示park變換。
13、優選的，永磁同步電機在同步旋轉d-q坐標系下的數學模型由永磁同步電機的三相靜止坐標系下的數學模型經坐標變換對其進行降階和解耦得到，三相靜止坐標系下的數學模型為：；
14、其中，ia,ib和?ic是三相定子電流，ωe是轉子的電角速度。
15、優選的，坐標變換包括：
16、進行clarke變換將a-b-c三相靜止坐標系等效成α-β兩相靜止坐標系；
17、進行park變換將α-β兩相靜止坐標系轉變成旋轉的d-q坐標系；
18、通過反變換得到的三相靜止坐標系下的交流分量，坐標系變換為：
19、。
20、優選的，構造變結構龍伯格觀測器包括：
21、設計基本的龍伯格觀測器，結構為：；
22、其中x表示狀態變量，u是控制輸入，y是控制輸出，表示估計狀態，表示估計的輸出，表示估計狀態的一階導數，a為狀態矩陣，b為輸入矩陣，l為觀測器增益矩陣，c為輸出矩陣，d為反饋增益矩陣；
23、引入變結構控制策略，選擇切換面為狀態誤差，表示為：；
24、其中e是狀態的估計誤差；
25、在切換面附近設計滑模控制律，確保狀態估計的收斂性；
26、將滑模控制策略引入觀測器設計中，得到變結構觀測器。
27、優選的，滑模控制律的公式為：；
28、其中s?為滑模變量，λ>0?為增益參數。
29、優選的，變結構觀測器為：；其中μ(s)?是變結構控制項，即切換控制律：；
30、α?和?β?是設計參數，用于確保切換控制的效果。
31、優選的，神經網絡自適應電機模型的控制策略包括：
32、通過實驗或仿真獲取電機在不同工況下的輸入輸出數據；
33、對輸入數據和輸出數據進行標準化處理；
34、將標準化處理后的數據劃分為訓練集、驗證集和測試集；
35、選擇均方誤差作為損失函數來衡量預測值與實際值之間的差距；
36、選擇梯度下降法或adam優化器作為優化算法；
37、使用訓練集對神經網絡進行訓練，并利用驗證集進行調優，直到網絡在驗證集上驗證準確率超過設定值，輸出優化結果作為控制信號。
38、本專利技術還提供一種基于plc的永磁同步電機自適應控制方法及系統，包括策略模塊、plc控制模塊和plc信息采集模塊：
39、所述策略模塊用于基于plc對永磁同步電機系統進行狀態空間建模，將永磁同步電機系統表示為基于plc的狀態空間方程；根據永磁同步電機系統的狀態空間方程，設計龍伯格狀態觀測器；
40、引入變結構控制策略，選擇切換面和切換規律，構造變結構龍伯格觀測器，以估計電機系統的轉子位置；
41、通過所述plc信息采集模塊檢測永磁同步電機系統轉子的實際位置，使用pll鎖定電路，通過比較預測位置和實際位置之間的差異，并調整控制信號，使得預測位置符合實際位置；
42、選擇神經網絡自適應電機模型的控制策略，將觀測器的輸出作為plc控制的輸入，所述plc控制模塊根據實際運行情況和估計的狀態動態調整控制器的參數，通過plc對永磁同步電機進行自適應控制。
43、本專利技術的有益效果：本專利技術通過對永磁同步電機系統進行狀態空間建模，得到狀態空間方程，狀態空間方程，設計龍伯格狀態觀測器，并引入變結構控制策略，選擇切換面和切換規律，構造變結構龍伯格觀測器，以估計電機系統的轉子位置，通過估計轉子位置對電機進行自適應控制，可以減少傳感器成本，提高系統可靠性，提高控制精度，簡化控制算法；
44、通過設計變結構龍伯格觀測器，可以適應系統動態變化和不同工作區域，提高系統對外部擾動和模型不確定性的魯棒性。
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1.一種基于PLC的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于PLC的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，步驟S1中，所述基于PLC的狀態空間方程為永磁同步電機在同步旋轉d-q坐標系下的數學模型：
3.根據權利要求2所述的基于PLC的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，永磁同步電機在同步旋轉d-q坐標系下的數學模型由永磁同步電機的三相靜止坐標系下的數學模型經坐標變換對其進行降階和解耦得到，三相靜止坐標系下的數學模型為：
4.根據權利要求3所述的基于PLC的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，所述坐標變換包括：
5.根據權利要求1所述的基于PLC的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，所述構造變結構龍伯格觀測器包括：
6.根據權利要求5所述的基于PLC的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，所述滑模控制律的公式為：；
7.根據權利要求6所述的基于PLC的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，所述變結構觀測器為：；其中μ(s)?是變結構控制項，即切換控制
8.根據權利要求1所述的基于PLC的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，所述神經網絡自適應電機模型的控制策略包括：
9.一種基于PLC的永磁同步電機自適應控制系統，其特征在于，所述系統包括策略模塊、PLC控制模塊和PLC信息采集模塊：
...【技術特征摘要】
1.一種基于plc的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于plc的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，步驟s1中，所述基于plc的狀態空間方程為永磁同步電機在同步旋轉d-q坐標系下的數學模型：
3.根據權利要求2所述的基于plc的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，永磁同步電機在同步旋轉d-q坐標系下的數學模型由永磁同步電機的三相靜止坐標系下的數學模型經坐標變換對其進行降階和解耦得到，三相靜止坐標系下的數學模型為：
4.根據權利要求3所述的基于plc的永磁同步電機自適應控制方法，其特征在于，所述坐標變換包括：
5.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳思寧，張公平，
申請(專利權)人：傲拓科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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