[发明专利]一种基于最小二乘分类测速的有刷直流电机调速方法

摘要

本发明涉及一种基于最小二乘分类测速的有刷直流电机调速方法，采用最小二乘分类测速模块和PID调速；最小二乘分类测速包括：线性最小二乘分类器把电流序列分为尖峰序列和非尖峰序列两类，电机每转产生电流尖峰个数是固定的，以此计算电机转速。PID调速为采用最小二乘分类测速速度反馈的PID控制器。本发明提出的基于最小二乘分类测速的有刷直流电机调速方法采用最小二乘分类器识别电流尖峰，并基于电流纹波实现了无传感器PID调速，实现了有刷直流电机无传感器调速的高跟踪精度，具有结构精简但对复杂环境同样适应的特点，且离线训练的最小二乘分类计算简单。

主权项

1.一种基于最小二乘分类测速的有刷直流电机调速方法，其特征在于，按照如下步骤实现：步骤S1：记有刷直流电机初始转速为Speed*，在有刷直流电机启动阶段电机控制采用bang‑bang控制，启动阶段完成后，进入调速阶段，电机控制切换为PID控制；步骤S2：通过一最小二乘分类器检测有刷直流电机输出脉冲，且该最小二乘分类器的判别函数为：g(x(k))＝ω·x(k)；若g(x(k))>＝0，则y(k)＝1；若g(x(k))<0，则y(k)＝0；其中，ω为最小二乘分类器的权值，x(k)为特征向量，y(k)为分类器布尔值输出；x(k)为：x(k)＝P(y(k‑1),...,y(k‑n),i(k),...,i(k‑n))，i(k),…,i(k‑n)和y(k),…,y(k‑n)分别为最小二乘分类器第k时刻的电流输入和分类输出，i(k)为电流值，y(k)为分类结果，n为输入和输出的拍数；步骤S3：采样并保留p拍的电流输入信号{i(k‑1),…,i(k‑p)}，将电流按是否为尖峰分为两类，并用布尔值表示；记输入为{i(k),…,i(k‑n+1)}，若为尖峰输出，则记为y(k)＝1，若非尖峰输出，则记为y(k)＝0；将p拍的电流输入信号{i(k),…,i(k‑p+1)}和p拍的输出信号{y(k),…,y(k‑p+1)}作为训练样本，通过最小二乘法训练获得所述最小二乘分类器的权值ω；步骤S4：在PID调速阶段中，在线检测并保留n拍的电流输入信号{i(k),…,i(k‑n+1)}和n拍的核岭分类器输出信号{y(k‑1),…,y(k‑n)}，并计算x(k)以及最小二乘分类器的判别函数的输出g(x(k))；步骤S5：根据判决条件：若g(x(k))>＝0，则y(k)＝1；由于在采样时间T_s内，对y(k)＝1的事件计数，等价于对电流尖峰计数，则记计数值为Pulse；通过一转速测量模块计算电机转速为：Speed＝K*Pulse*60/T_s；所述采样时间T_s：T_s＝N/Fs；其中，K为与电机结构有关的比例系数，Pulse为在采样时间T_s内检测到的脉冲数，N为采样点数，Fs为采样频率；步骤S6：将所述转速测量模块输出的转速Speed为速度反馈，输入PID控制中，调节有刷直流电机转速，对Speed*进行跟踪，实现闭环调速。