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专利号: 2021101558481
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-06-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变步长变角度搜索遗传算法优化转子振动补偿系统,转矩控制部分和悬浮力控制部分,采用光电编码器(7)检测无轴承永磁同步电机的转速ω,其特征是:转速ω作为改进的陷波器(8)的输入,改进的陷波器(8)输出的是转子x,y方向上与转子同频的振动信号的正弦系数aAX,aAY和余弦系数bAX,bAX,改进的陷波器(8)的输出端连接不平衡补偿模块(9)的输入端,正弦系数aAX,aAY和余弦系数bAX,bAX输入到不平衡补偿模块(9),不平衡补偿模块(9)计算出转子振动总幅值A(k),将振动总幅值A(k)与振动目标值Aobj作比较,若振动总幅值A(k)值大于振动目标值Aobj且当后一步振动比前一步振动小时,增加步长和角度;若振动总幅值A(k)值大于振动目标值Aobj且当后一步振动比前一步振动大时,角度变90°且步长变为设定的初始搜索步长,不断改变搜索角度和方向,得到x方向和y方向的辨识系数αAX,βAX和αAY,βAY,采用遗传算法对辨识系数αAX,βAX,αAY,βAY优化得到辨识系数最优解αAX‑B,βA,αAY‑B,βAY‑B,根据辨识系数最优解αAX‑B,βAX‑B,αAY‑B,βAY‑B计算出x方向和y方向的最优补偿电流ic‑x‑B和ic‑y‑B,将最优解补偿电流ic‑x‑B和ic‑y‑B输入到所述的悬浮力控制部分中。

2.根据权利要求1所述的变步长变角度搜索遗传算法优化转子振动补偿系统,其特征是:所述的改进的陷波器(8)包括依次串联的正弦第一乘法模块(101)、正弦第一积分模块(111)和正弦第二乘法模块(121)以及依次串联的余弦第一乘法模块(102)、余弦第一积分模块(112)和余弦第二乘法模块(122),正弦第二乘法模块(121)和余弦第二乘法模块(122)的输出端均连接不平衡补偿模块(9)的输入端,正弦第二乘法模块(121)输出的是所述的正弦系数aAX,aAY,余弦第二乘法模块(122)输出的是所述的余弦系数bAX,bAY。

3.根据权利要求2所述的变步长变角度搜索遗传算法优化转子振动补偿系统,其特征是:所述的正弦系数aAX,aAY和余弦系数bAX,bAY是:

4.根据权利要求1所述的变步长变角度搜索遗传算法优化转子振动补偿系统,其特征是:所述的悬浮力控制模块(5)输出三相悬浮力控制电流iBa,iBb,iBc控制无轴承永磁同步电机的悬浮力绕组,三相悬浮力控制电流iBa,iBb,iBc经CLARK/PARK变换模块(62)变换为悬浮力反馈电流iBd,iBq,采用位移传感器检测无轴承永磁同步电机的实际位移x,y,将实际位移x、y和设定的参考位移x*,y*作差得到的位移差经过PID模块(21、22)后得到x,y方向的参考* * * *

悬浮力Fx,Fy ,参考悬浮力Fx ,Fy输入力/电流变换模块(3)中,力/电流变换模块(3)得到x,* *

y方向的悬浮力参考电流iBd ,iBq ,根据式 得到悬浮力输入电流ic‑Bd,ic‑Bq,将悬浮力输入电流ic‑Bd,ic‑Bq作为悬浮力控制模块(5)的输入。

5.一种如权利要求1所述的变步长变角度搜索遗传算法优化转子振动补偿系统的转子振动补偿方法,其特征是包括以下步骤:

步骤1):不平衡补偿模块(9)基于正弦系数aAX,aAY和余弦系数bAX,bAY计算出转子振动总幅值A(k);

步骤2):将振动总幅值A(k)与振动目标值Aobj作比较,若振动总幅值A(k)值大于振动目标值Aobj,则对转子振动采用变步长变角度搜索方法进行补偿控制,采用变步长变角度搜索方法是:当后一步振动比前一步振动小时,增加步长和角度,当后一步振动比前一步振动大时,角度变90°且步长变为设定的初始搜索步长,以此不断改变搜索角度和方向,得到x方向和y方向的辨识系数分别为αAX,βAX和αAY,βAY;

步骤3):采用遗传算法对辨识系数αAX,βAX,αAY,βAY优化,得到辨识系数最优解αAX‑B,βA,αAY‑B,βAY‑B;

步骤4):根据辨识系数最优解αAX‑B,βAX‑B,αAY‑B,βAY‑B进行计算出x方向和y方向的最优补偿电流ic‑x‑B和ic‑y‑B并输出。

6.根据权利要求5所述的转子振动补偿方法,其特征是:步骤1)中,不平衡补偿模块(9)根据式 计算出转子振动总幅值A(k),其中,

7.根据权利要求5所述的转子振动补偿方法,其特征是:步骤2)中,所述的变步长变角度搜索方法中,若第k步的振动总幅值A(k)小于第k‑1步的振动总幅值A(k‑1),搜索步长增大一个步长差ΔRk,搜索角度增大Δθk,若第k步的振动总幅值A(k)大于或等于振动总幅值A(k‑1),搜索角度顺时针改变90°且搜索步长为R,所述的 所述的Rk‑1为k‑1时刻的步长,θk‑1为k‑1时刻的角度。

8.根据权利要求7所述的转子振动补偿方法,其特征是:步骤2)中,依次地递增步数k,重复执行变步长变角度搜索步骤,直至搜索到的辨识系数αAX,βAX和αAY,βAY收敛在正方形ABDC收敛域内停止搜索。

9.根据权利要求5所述的转子振动补偿方法,其特征是:步骤4)中,所述的x方向和y方向的最优补偿电流ic‑x‑B和ic‑y‑B分别是: