[发明专利]一种电机控制器参数的多目标优化方法

权利要求书

1.一种电机控制器参数的多目标优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据实际需求建立电机控制系统，明确控制器输入量、输出量；

步骤2、设置控制器参数为优化变量，设置优化变量的取值范围；

步骤3、设置ITAE准则，正弦信号跟踪下的相移量，阶跃信号下的超调量为优化目标，设置控制器约束条件；

步骤4、初始化多目标优化算法的参数，初始化优化变量；

步骤5、计算优化目标值与约束条件；

步骤6、如不满足终止条件，则更新多目标优化算法的参数以及优化变量，回到步骤5；

步骤7、如满足终止条件，输出Pareto解集，获得Pareto前沿解；

步骤8、计算控制器参数与优化目标的相关系数矩阵；

步骤9、结合Pareto前沿解、控制器参数与优化目标的相关系数矩阵选取最终控制器参数。

2.根据权利要求1所述的一种电机控制器参数的多目标优化方法，其特征在于所述步骤3中ITAE准则，正弦信号跟踪下的相移量S，阶跃信号下的超调量σ的计算方法分别如下列式子所示：

（1）

式中：t表示时间；e(t)表示位移的误差；

X=fft(x_n,N) （2）

Y=fft(y_n,N) （3）

（4）

（5）

式中：x(t)表示控制输入信号；y(t)表示控制输出信号；f_in表示控制输入信号的频率；f_sam表示控制系统周期，按周期采样后，x(t)信号变为x_n，y(t)信号变为y_n，N表示采样时间，N_com为FFT序列中输入信号频率分量的下标；

（6）

式中：x_d表示目标位移，x₁表示期望位移。

3.根据权利要求1所述的一种电机控制器参数的多目标优化方法，其特征在于所述步骤3中控制器约束条件为阶跃信号输入时,超调量不大于目标位移的1％；其特征在于所述步骤3中控制器约束条件为正弦信号输入时，系统的相移量不大于目标相位的2％。

4.根据权利要求1所述的一种电机控制器参数的多目标优化方法，其特征在于所述步骤5中计算数据的来源为仿真或者试验。

5.根据权利要求1所述的一种电机控制器参数的多目标优化方法，其特征在于所述步骤8中控制参数与控制系统性能的相关系数矩阵的计算方法为pearson相关系数分析法，具体公式如下所示：

（7）

式中：为样本X的均值， 为样本X的标准差， 为样本Y的均值，为样本Y的标准差。

6.根据权利要求1所述的一种电机控制器参数的多目标优化方法，其特征在于所述步骤9具体选择方法为：通过控制参数与优化目标的相关系数矩阵，计算出每个优化目标与所有控制器参数相关度幅值的平均值，选择Pareto前沿解中此平均值最大的优化目标处于最优时的一组解作为最终控制器参数。