[发明专利]一种动态工况下超声电机最大效率点跟踪控制方法及系统

权利要求书

1.一种动态工况下超声电机最大效率点跟踪控制方法，其特征在于，包括：

对超声电机的转速进行采样，并与给定转速进行比较，将得到的差值作为PI控制器的输入；

以所述PI控制器的输出作为驱动电路的第一输入控制量对所述驱动电路的输出电压进行控制；

对超声电机的交流输入电压进行采样，并计算电压有效值；

采用MEPT算法根据所述电压有效值计算不同时刻电压有效值的平均值，并基于不同时刻电压有效值的平均值对驱动频率进行修正更新；

以修正更新后的驱动频率作为驱动电路的第二输入控制量对所述驱动电路的输出电压进行调节，直到超声电机效率达到最大值；

所述采用MEPT算法根据所述电压有效值计算不同时刻电压有效值的平均值，并基于不同时刻电压有效值的平均值对驱动频率进行修正更新，具体包括：

步骤201：根据采样得到的所述电压有效值计算在时间段[t(k-1),t(k)]内电压有效值的平均值记为在时刻t(k)的有效电压平均值，其中，第k-1时刻t(k-1)到第k时刻t(k)的时间间隔为T₁＝s₁/f_s，s₁为第一设定值，f_s为驱动频率；

步骤202：根据采样得到的所述电压有效值计算在时间段[t(k-s₂-1),t(k-s₂)]内电压有效值的平均值其中，s₂为第二设定值，与超声电机发热导致的温升有关；

步骤203：判断是否小于ΔU_min，得到第一判断结果，其中，ΔU_min为收敛阈值；

步骤204：如果所述第一判断结果表示不小于ΔU_min，则判断是否大于得到第二判断结果；

步骤205：如果第二判断结果表示大于则判断f_s(k)是否大于f_s(k-1)，得到第三判断结果；

步骤206：如果第三判断结果表示f_s(k)大于f_s(k-1)，则令f_s(k+1)＝f_s(k)-Δf，并跳转至步骤201，其中，Δf为每次进行驱动频率修正时变化的步长；

步骤207：如果第三判断结果表示f_s(k)不大于f_s(k-1)，则令f_s(k+1)＝f_s(k)+Δf，并跳转至步骤201；

步骤208：如果第二判断结果表示不大于则判断f_s(k)是否大于f_s(k-1)，得到第四判断结果；

步骤209：如果第四判断结果表示f_s(k)大于f_s(k-1)，则令f_s(k+1)＝f_s(k)+Δf，并跳转至步骤201；

步骤210：如果第四判断结果表示f_s(k)不大于f_s(k-1)，则令f_s(k+1)＝f_s(k)-Δf，并跳转至步骤201；

步骤211：如果所述第一判断结果表示小于ΔU_min，则判断是否小于ΔU_min，得到第五判断结果；

步骤212：如果第五判断结果表示小于ΔU_min，则跳转至步骤201；

步骤213：如果第五判断结果表示不小于ΔU_min，则令Δf取反数后，跳转至判断是否大于步骤。

2.根据权利要求1所述的动态工况下超声电机最大效率点跟踪控制方法，其特征在于，所述驱动电路为全桥逆变电路，所述驱动电路经匹配电路与超声电机连接，所述匹配电路采用串联电感。

3.根据权利要求1所述的动态工况下超声电机最大效率点跟踪控制方法，其特征在于，所述方法还包括：基于曲面拟合函数，根据超声电机的转矩和转速确定Δf的数值。