[发明专利]BBMC异步电机调速系统控制参数自适应调整方法

说明书

本发明公开了一种BBMC异步电机调速系统控制参数自适应调整方法，包括以下步骤：以有限时间控制的控制参数为优化对象，以Buck‑Boost矩阵变换器(BBMC)输出电压谐波失真度、电容电压偏差信号和输出电流偏差信号为优化目标，建立优化目标和优化对象间的数学模型；建立多目标优化满意度函数与多目标优化适应度函数；采用自适应狼群优化算法对有限时间控制各控制参数进行迭代寻优，获得n组最优的有限时间控制参数；采用数值拟合方法获得各最优控制参数与BBMC实际输出电流间的函数关系式，根据所获得的函数关系式确定调速系统任意负载下所对应的最优控制参数。本发明能够根据所得函数关系式即可根据调速系统所带负载大小，也即BBMC实际输出电流大小实时调节各控制参数，从而使调速系统在任意负载下均能达到最佳的运行效果。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种BBMC异步电机调速系统控制参数自适应调整方法。

背景技术

Buck-Boost矩阵变换器(Buck-Boost Matrix Converter,BBMC)是一种具有高电压传输比且可直接输出高品质正弦波的新型电力变换器，适合应用于异步电机调速系统中。然而研究表明，针对基于BBMC的异步电机调速系统，当其所带负载发生变化时，其调速控制策略的相关控制参数需作相应的优化调节，才能使BBMC输出电压谐波失真度等指标达到协同最优，从而达到调速系统的高性能调速控制的目的。因此根据调速系统所带负载的大小，即BBMC实际输出电流的大小，研究确定相应的最优控制参数，并进而研究系统最优控制参数与BBMC实际输出电流间的变化规律，对于根据负载变化实时调节相关控制参数以实现系统的高性能调速具有重要意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种精度高、运行效果好的BBMC异步电机调速系统控制参数自适应调整方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种BBMC异步电机调速系统控制参数自适应调整方法，包括以下步骤：

(1)针对BBMC异步电机调速系统，以有限时间控制的控制参数为优化对象，以BBMC输出电压谐波失真度、电容电压偏差信号和输出电流偏差信号为优化目标，建立优化目标和优化对象间的数学模型；

(2)针对调速系统任选某一大小负载，即BBMC实际输出电流为某一数值的情况下，建立多目标优化满意度函数与多目标优化适应度函数；

(3)采用自适应狼群优化算法对有限时间控制各控制参数进行迭代寻优，使BBMC输出电压谐波失真度、电容电压偏差信号及输出电流偏差信号达到协同最优，从而获得一组最优的有限时间控制参数；调节BBMC的实际输出电流，重复步骤(2)和(3)，获得n组最优的有限时间控制参数；

(4)根据所获得的n组有限时间最优控制参数以及相应的BBMC实际输出电流，采用数值拟合方法获得各最优控制参数与BBMC实际输出电流间的函数关系式，根据所获得的函数关系式即可确定调速系统任意负载下所对应的最优控制参数。

上述BBMC异步电机调速系统控制参数自适应调整方法，所述步骤(1)中建立优化目标和优化对象间的数学模型的具体步骤为：

1-1)以BBMC中电容电压u_C、电感电流i_L及输出电流i₁为系统控制变量，建立系统的状态微分方程：

其中：u_C为电容电压，i_L为电感电流，i₁为BBMC输出电流，u_D为BBMC直流侧电压，u_DZ为异步电机定子绕组公共端电压，L和C分别为BBMC逆变级电感和电容，R和L₁分别为异步电机单相绕组的等效电阻与等效电感，d为BBMC中功率开关的占空比；

1-2)根据式(1)及有限时间控制原理，得BBMC中功率开关的占空比d表达式为：