[发明专利]一种基于灰狼优化的无刷直流电机控制器的参数优化方法

权利要求书

1.一种基于灰狼优化的无刷直流电机控制器的参数优化方法，其特征在于包括：

建立无刷直流电机反电动势观测器，将线性误差函数加入到观测器结构中，构造由线性误差函数项与非线性误差反馈项相结合的新观测器结构；

引入灰狼优化算法GWO对新观测器的增益K₁、K₂以及线性误差函数项中可调参数c进行寻优求值；

根据电机的期望输出速度和实际输出速度的误差值建立误差积分准则ITAE，由误差积分准则ITAE作为灰狼算法寻优的目标函数确定算法寻优结果；

构造新观测器结构时，首先建立无刷直流电机反电动势信号观测矩阵：

然后，在式(1)的结构上加入线性误差函数sgmf(x)，构造一种线性误差函数项与非线性误差反馈项相结合的反电动势观测器新结构；

其中K₁和K₂为恒定的观测器增益,sgmf表示线性误差函数，具体表示为sgmf(x)＝1/(1+e^-cx)，其中c是可调参数；

R代表各相绕组的相电阻，L代表各相绕组的自感，u_ab代表三相定子绕组端电压u_a与u_b的差值：i_ab代表相电流i_a和相电流i_b的差值，e_ab代表线反电动势。

2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征还在于：对观测器增益K₁、K₂以及线性误差函数项中可调参数c进行寻优求值时具体采用如下方式：

S21：初始化算法参数、设置种群规模、迭代次数并在参数空间内生成一组灰狼搜索种群；

S22：计算初始狼群中每个搜索个体的目标函数值并对其进行排序，生成灰狼群的种族社会等级；

S23：在Simulink环境下运行无刷直流电机控制系统并向算法反馈ITAE值；

S24：根据系统反馈的ITAE值更新当前狼群位置，输送新的优化结果；

S25：重复步骤S23，直到算法达到最大迭代次数；

S26：优化完成，输出最佳ITAE下的寻优结果。

3.根据权利要求1所述的优化方法，其特征还在于：根据电机期望输出速度和实际输出速度的误差值建立误差积分准则ITAE作为灰狼算法的目标函数具体采用如下方式：

将电机期望输出速度与电机实际输出速度相对比，将对比误差值与时间积分建立电机控制系统误差积分准则ITAE，具体表示为：

其中，t为系统仿真时间，e(t)为绝对误差，N^*为电机期望输出速度，N为电机实际输出速度,∞为积分时间上限；

将上述公式(3)作为灰狼优化算法的目标函数。