[发明专利]基于触发机制的电机控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于触发机制的电机控制系统及方法，包括速度控制器，速度控制器与串级控制回路连接，速度控制器还与模糊监督控制器连接；串级控制回路包括外环PID控制回路和内环PID控制回路；外环PID控制回路内设置有事件触发器，事件触发器通过触发机制工作。本发明采用基于触发机制的串级控制后，可以迅速克服外界扰动对系统的影响，减少网络数据的传输量，从而提高控制性能和数据传输速率，降低网络传输时延、数据包丢失等现象的发生概率，进而提高系统品质。利用模糊监督控制器对速度控制器参数在线调整，可以提高系统稳定性和鲁棒性能，实现优化控制。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，尤其涉及一种基于触发机制的电机控制系统及方法。

背景技术

随着社会和经济发展，许多先进控制技术和方法应用到电机控制系统中，例如串级控制、模糊控制等。其中，串级控制系统成为自动化和控制领域以及直流电机和交流伺服电机领域技术发展的重点之一。串级控制系统具有能改善对象的动态特性、提高系统的控制质量，能迅速克服进入副回路的二次扰动，能提高系统的工作频率以及对负荷变化的适应性较强等优点，已被广泛应用于自动化制造、电机控制、化工行业、航空航天、电力行业等复杂的工业系统中。

将触发机制引入自动控制系统中，在带来许多优点的同时，也增加了控制系统分析与设计的复杂性，例如由于事件触发机制的理论研究相对落后，缺少可行性的理论指导。克服触发机制引入带来的理论复杂性，是需要考虑的问题。

另外，目前国内外关于控制系统的研究和应用主要是针对单回路控制系统，与单回路控制系统相比，串级控制系统具有更多优点，例如可以提高控制系统性能，尤其是在系统具有外部扰动的情况下，能够及时调整、快速稳定、减少扰动对系统的影响。另外，与单回路控制系统相比，串级控制系统设计时需要考虑更多的问题。

对于基于触发机制的电机串级控制系统研究的难点在于，触发机制的理论指导性不够严谨，电机控制被控过程中的非线性等现象，触发机制的引入可能导致系统性能下降甚至造成系统不稳定，同时也会给控制系统的分析和设计带来困难。

因此，如何提高由于触发机制引入，造成电机串级控制系统性能下降已成为需要解决的关键问题之一。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于触发机制的电机控制系统及方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于触发机制的电机控制系统，包括外环PID控制回路和内环PID控制回路；内环PID控制回路包括副变送器、电流控制器和副被控对象电流，并通过网络顺序连接；外环PID控制回路包括主变送器、事件触发器、速度控制器、电流控制器、副被控对象电流、主被控对象转速，并通过网络顺序连接。

进一步地，所述主变送器的输出信号为所述事件触发器的输入信号，事件触发器根据触发机制得到的输出信号为速度控制器的输入信号，和已传送到速度控制器的信号进行比较，比较值大于给定的触发机制值，则将已传送到速度控制器的信号进行更新；比较值小于或等于给定的触发机制，速度控制器不更新输出信号。

进一步地，所述速度控制器还与模糊监督控制器连接，所述模糊监督控制器根据速度控制器的输入和主被控对象的输出在线调整主被控对象的参数。所述模糊监督控制器由模糊器、模糊推理机、模糊规则表、解模糊器组成，通过模糊自整定在运行中不断的检测控制偏差和控制偏差变化率对两个参数进行在线修改。

进一步地，所述电流控制器还与前馈控制器连接，前馈控制器根据副被控对象电流的输出和外界扰动的影响在线调整电流控制器的参数。

一种基于触发机制的电机控制方法，包括步骤：

(1)主变送器对主被控对象的输出信号进行周期采样；

(2)主变送器将采样后得到的输出信号通过外环PID控制回路传输至事件触发器；