[发明专利]一种基于人工蜂群参数优化的交流异步电动机滑膜变结构直接转矩控制方法

说明书

本发明涉及交流异步电动机控制技术领域，具体涉及一种基于人工蜂群参数优化的交流异步电动机滑膜变结构直接转矩控制方法。该基于人工蜂群参数优化的交流异步电动机滑膜变结构直接转矩控制方法具体包括：建立交流异步电动机的定子磁链方程、电磁转矩方程和磁链幅值平方表达式；建立滑膜变结构直接转矩控制器方程；设计人工蜂群寻优算法的目标函数和适应度值计算方法；初始化标准人工蜂群算法的蜜源位置；最后通过标准人工蜂群的搜索确定滑膜变结构控制器方程的参数。该方法通过设计转矩和磁链滑膜变结构控制器代替传统直接转矩控制器，并通过人工蜂群的搜索确定滑膜变结构控制器的最优参数，有效的提高了交流异步电机的变频调速性能。

技术领域

本发明涉及交流异步电动机控制技术领域，具体涉及一种基于人工蜂群参数优化的交流异步电动机滑膜变结构直接转矩控制方法。

背景技术

交流电机的直接转矩控制是继矢量控制之后发展起来的又一种高性能的交流调速方法，与矢量控制相比，直接转矩控制省去了繁琐的坐标变化，采用不受转子参数变化影响的定子磁链定向，通过磁链和转矩滞环控制器，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，具有控制结构简单、控制手段直接、转矩响应迅速等优点，在交流调速系统中得到了广泛的应用。但直接转矩控制也存在着比较明显的缺陷，一方面由于采用两点式磁链和转矩滞环控制器，会出现输出转矩脉动过大和逆变器开关频率不恒定等问题；另一方面由于通过测量定子电阻来估计定子磁链，低速运行时会出现较为明显的磁链估计误差，影响调速性能。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提出了一种通过设计转矩和磁链滑膜变结构控制器代替传统直接转矩控制器，并通过人工蜂群的搜索确定滑膜变结构控制器的最优参数的基于人工蜂群参数优化的交流异步电动机滑膜变结构直接转矩控制方法。

本发明具体采用如下技术方案：

一种基于人工蜂群参数优化的交流异步电动机滑膜变结构直接转矩控制方法，具体包括：

步骤一：建立交流异步电动机的定子磁链方程、电磁转矩方程和磁链幅值平方表达式；

步骤二：建立滑膜变结构直接转矩控制器方程；

步骤三：设计人工蜂群寻优算法的目标函数和适应度值计算方法；

步骤四：初始化标准人工蜂群算法的蜜源位置；

步骤五：通过标准人工蜂群的搜索确定滑膜变结构控制器方程的参数。

优选地，所述步骤一中，在两相静止坐标系下，交流异步电动机的电压方程数学模型采用式(1)进行表述，磁链方程数学模型采用式(2)进行表述：

其中，u_sα、u_sβ分别为定子电压的两个分量；u_rα、u_rβ分别为转子电压的两个分量；i_sα、i_sβ分别为定子电流的两个分量；i_rα、i_rβ分别为转子电流的两个分量；ψ_sα、ψ_sβ分别的定子磁链的两个分量；ψ_rα、ψ_rβ转子磁链的两个分量；R_s、R_r分别为定子电阻和转子电阻，L_s、L_r、L_m分别表示定子电感、转子电感和定转子之间的互感；ω、p分别表示转速和微分算子；

由式(1)和式(2)得到式(3)：

其中，和分别为定子电流的两个分量i_sα和i_sβ相对于时间的导数，参数