一种无刷直流电机转速控制方法、系统、设备和存储介质技术方案

本发明专利技术涉及数据处理技术领域，具体涉及一种无刷直流电机转速控制方法、系统、设备和存储介质，该方法包括：对转运机承载货物的重量进行分级，得到对应的重量分级；根据重量分级，得到参考电压；根据实际电流与期望电流之间的误差，得到参考电流；根据参考电压和参考电流，控制当前转速，若当前转速不满足调整条件，则将当前转速作为目标转速；若当前转速满足调整条件，对分数阶PID控制器的参数进行整定，得到参数更新的分数阶PID控制器；根据参数更新的分数阶PID控制器，得到更新的参考电流，并根据更新的参考电流和参考电压，控制无刷直流电机的当前转速，得到目标转速。本发明专利技术能够提升对转运机的电机转速的控制精度、减小电机的转矩波动。波动。波动。

【技术实现步骤摘要】
一种无刷直流电机转速控制方法、系统、设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及数据处理
，尤其是一种无刷直流电机转速控制方法、系统、设备和存储介质。

技术介绍

[0002]在货物跨层搬运的场景中，可以使用转运机将当前层的货物转移到其他层。转运机的动力来源于无刷直流电机，转运机工作时需要准确地控制无刷直流电机的转速，以实现安全搬运货物和增加电机使用寿命的目的。
[0003]现如今，一般通过开环控制和闭环控制两种方式来控制转运机的无刷直流电机转速。然而，开环控制对转运机的负载变化和电机系统参数变化较为敏感，难以实现精确的转速控制。闭环控制相应的控制算法会更加复杂，可能需要额外的转速传感器和较高的计算能力。并且，以上两种控制方法均未考虑电机的转矩波动的问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术问题，本专利技术提供一种无刷直流电机转速控制方法、系统、设备和存储介质，能够提升对转运机的电机转速的控制精度、减小电机在不同工况下的转矩波动。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]一种无刷直流电机转速控制方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]根据重量分级表，对所述转运机承载货物的重量进行分级，得到对应的重量分级；
[0008]根据所述重量分级，控制逆变器直流母线电压，得到参考电压；
[0009]通过分数阶PID控制器，根据所述无刷直流电机的实际电流与期望电流之间的误差，得到参考电流；
[0010]根据所述参考电压和所述参考电流，控制所述无刷直流电机的当前转速，若所述当前转速不满足调整条件，则将所述当前转速作为目标转速；
[0011]若所述当前转速满足调整条件，对所述分数阶PID控制器的参数进行整定，得到参数更新的分数阶PID控制器；
[0012]根据所述参数更新的分数阶PID控制器，得到更新的参考电流，并根据所述更新的参考电流和所述参考电压，控制所述无刷直流电机的当前转速，得到所述目标转速。
[0013]可选的，所述根据重量分级表，对所述转运机承载货物的重量进行分级，得到对应的重量分级，包括：
[0014]获取重量分级表中每个待选重量分级的重量范围；
[0015]将所述货物的重量落入所述重量范围所对应的待选重量分级，确定为所述货物对应的重量分级。
[0016]可选地，所述根据所述重量分级，控制逆变器直流母线电压，得到参考电压，包括：
[0017]根据所述无刷直流电机的实际转速与期望转速，计算转速的误差值和误差变化
率；
[0018]根据三角隶属函数，确定所述重量分级对应的第一模糊输入类别、所述误差值对应的第二模糊输入类别，以及所述误差变化率对应的第三模糊输入类别；
[0019]对所述第一模糊输入类别、所述第二模糊输入类别和所述第三模糊输入类别进行推理，得到对应的模糊输出类别；
[0020]将所述模糊输出类别映射到模糊输出的范围值，得到模糊输出值，所述模糊输出值表示对所述逆变器直流母线电压的控制强度；
[0021]根据所述模糊输出值，控制所述逆变器直流母线电压，得到所述参考电压。
[0022]可选地，所述通过分数阶PID控制器，根据所述无刷直流电机的实际电流与期望电流之间的误差，得到参考电流，包括：
[0023]根据当前时刻所述无刷直流电机的当前转速和期望转速，计算当前时刻的转速误差值；
[0024]根据分数阶PID的微分方程和所述当前时刻的转速误差值，计算电流控制信号；
[0025]根据所述电流控制信号，得到所述参考电流。
[0026]可选地，所述分数阶PID的微分方程为：
[0027]；
[0028]其中，为所述当前时刻的转速误差值，为比例常数、是积分常数，是导数常数，λ是积分顺序，u是微分顺序，为微分计算。
[0029]可选地，所述若所述当前转速满足调整条件，对所述分数阶PID控制器的参数进行整定，得到参数更新的分数阶PID控制器，包括：
[0030]获取所述分数阶PID控制的当前参数；
[0031]获取动态码宽的最大码宽、最小码宽和迭代总次数，根据所述当前参数和所述动态码宽进行和声搜索，得到当前迭代的更新参数；
[0032]根据所述更新参数对所述无刷直流电机的电流控制情况，计算目标函数的函数值，当所述函数值小于预设阈值则结束迭代，将所述当前迭代的更新参数，作为所述参数更新的分数阶PID控制器的参数；
[0033]若所述函数值大于或等于所述预设阈值则继续迭代，直至得到满足条件的更新参数，或者迭代更新的次数达到所述迭代总次数。
[0034]可选地，所述动态码宽表示为，所述目标函数标识为；
[0035]其中，为最大码宽，为最小码宽，NI为迭代总次数，i为当前迭代次数；
[0036]其中，t表示当前时刻，表示转速误差值。
[0037]此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种无刷直流电机转速控制系统，所述系统包括：
[0038]重量模块；
[0039]模糊控制模块；
[0040]分数阶PID控制模块；
[0041]参数整定模块；
[0042]其中，所述重量模块用于测量转运机所承载货物的重量；
[0043]其中，所述模糊控制模块用于控制逆变器直流母线电压，得到参考电压；
[0044]其中，所述分数阶PID控制模块用于控制所述无刷直流电机的电流，得到参考电流；
[0045]其中，参数整定模块用于优化所述分数阶PID控制模块的参数。
[0046]此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种无刷直流电机转速控制设备，所述无刷直流电机转速控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的无刷直流电机转速控制程序，所述无刷直流电机转速控制程序被所述处理器执行时实现上述的无刷直流电机转速控制方法的步骤。
[0047]此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有无刷直流电机转速控制程序，所述无刷直流电机转速控制程序被处理器执行时实现上述的无刷直流电机转速控制方法的步骤。
[0048]本专利技术的有益效果体现在：
[0049]1、本申请的方法通过压力传感器测量转运机所承载货物的重量，通过与空载时的参数进行比较，能够准确判断货物的存在与否，提供准确的重量数据给模糊控制模块；
[0050]2、本申请的方法通过将重量模块测量的参数与预先设置的重量分级表进行对比，能够智能地判断当前货物的重量级别，并根据实际需要进行分级，从而实现对逆变器直流母线电压的控制。这种智能控制可以根据货物重量的变化，自动调整逆变器直流母线电压的参考值，以保持稳定的运行状态；
[0051]3、本申请的方法采用分数阶微积分的方法，能够更精确地控制参考电流，以控制无刷直流电动机的转速。相比传统的整数阶PID控制器，分数阶PID控制器具有更强的自适应性和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无刷直流电机转速控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据重量分级表，对所述转运机承载货物的重量进行分级，得到对应的重量分级；根据所述重量分级，控制逆变器直流母线电压，得到参考电压；通过分数阶PID控制器，根据所述无刷直流电机的实际电流与期望电流之间的误差，得到参考电流；根据所述参考电压和所述参考电流，控制所述无刷直流电机的当前转速，若所述当前转速不满足调整条件，则将所述当前转速作为目标转速；若所述当前转速满足调整条件，对所述分数阶PID控制器的参数进行整定，得到参数更新的分数阶PID控制器；根据所述参数更新的分数阶PID控制器，得到更新的参考电流，并根据所述更新的参考电流和所述参考电压，控制所述无刷直流电机的当前转速，得到所述目标转速。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据重量分级表，对所述转运机承载货物的重量进行分级，得到对应的重量分级，包括：获取重量分级表中每个待选重量分级的重量范围；将所述货物的重量落入所述重量范围所对应的待选重量分级，确定为所述货物对应的重量分级。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述重量分级，控制逆变器直流母线电压，得到参考电压，包括：根据所述无刷直流电机的实际转速与期望转速，计算转速的误差值和误差变化率；根据三角隶属函数，确定所述重量分级对应的第一模糊输入类别、所述误差值对应的第二模糊输入类别，以及所述误差变化率对应的第三模糊输入类别；对所述第一模糊输入类别、所述第二模糊输入类别和所述第三模糊输入类别进行推理，得到对应的模糊输出类别；将所述模糊输出类别映射到模糊输出的范围值，得到模糊输出值，所述模糊输出值表示对所述逆变器直流母线电压的控制强度；根据所述模糊输出值，控制所述逆变器直流母线电压，得到所述参考电压。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过分数阶PID控制器，根据所述无刷直流电机的实际电流与期望电流之间的误差，得到参考电流，包括：根据当前时刻所述无刷直流电机的当前转速和期望转速，计算当前时刻的转速误差值；根据分数阶PID的微分方程和所述当前时刻的转速误差值，计算电流控制信号；根据所述电流控制信号，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰，陈洋，
申请(专利权)人：四川普鑫物流自动化设备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：