System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法技术方案_技高网

一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法技术方案

技术编号:41124892 阅读:16 留言:0更新日期:2024-04-30 17:52
本发明专利技术公开了一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,涉及空压机控制领域,本方法通过设计包含远离区、缓冲区、切换带的变趋近律滑模控制器,在不同区域设计不同的变趋近律,保证系统响应速度的同时,抑制前一阶段高速收敛而带来的系统抖振,最后系统光滑地收敛,利用变趋近律求得用于控制变频器的控制电压、控制电流,并根据控制电压、控制电流控制空压机运行;设计比较器、电磁阀以节约功耗,解决了PID控制对参数的鲁棒性不高、控制精度不稳定缺点,本发明专利技术采用的滑模控制方法使得压缩机的排气压力保持恒定,且避免压缩机内压力过高,从而节省能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空压机控制领域,具体涉及一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法


技术介绍

1、空压机是一个典型的闭环反馈系统,其系统结构参数也极易受温升影响。传统的空压机大多采用pid控制策略,但其对参数的鲁棒性不高,其控制精度不稳定,导致空压机功耗变高。而滑模控制具有对系统结构参数不敏感的特性,可以弥补pid控制的不足,但滑模控制的响应速度与产生的高频抖振很难兼顾。如何在采用滑模控制来控制空压机以增强系统鲁棒性降低空压机功耗的前提下,抑制系统高频抖振、提高系统响应速度有待进一步研究。


技术实现思路

1、为解决以上问题,本专利技术提出了一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,本方法通过测压缩机排气端的排气压力值反馈于滑模控制器从而控制变频器运行,解决了pid控制对参数的鲁棒性不高、控制精度不稳定的缺点,本专利技术采用的滑模控制方法能够使得压缩机的排气压力保持恒定,且避免压缩机内压力过高,从而节省能源。

2、一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,包括以下步骤:

3、步骤s1,利用压力检测模块检测空压机输出的实际气压,根据给定气压与实际气压得出实际误差。

4、步骤s2,输入一个给定误差,当比较器检测到实际误差与给定误差相等时,控制电磁阀导通,变频器正常工作;当比较器检测到实际误差为零时,控制电磁阀关闭,以此节约功耗。

5、步骤s3,根据实际误差构建一个滑模面,并设计一个包含远离区、缓冲区、切换带的变趋近律滑模控制器,变趋近律为。

6、步骤s4,当系统状态处于远离区时,设计一个随距离远近而倍增的指数变趋近律,以保证系统的响应速度;当系统状态处于缓冲区时,设计一个变速变趋近律,以保证能有效抑制前一阶段高速收敛而带来的系统抖振;当系统状态处于切换带时,设计一个幂次变趋近律,以保证系统能光滑地收敛。

7、步骤s5,利用李雅普诺夫稳定性定理对变趋近律进行稳定性分析。

8、步骤s6,若系统属于稳定状态,利用变趋近律求得用于控制变频器的控制电压、控制电流,根据控制电压、控制电流控制空压机的运行。

9、进一步的,所述步骤s3中,滑模面具体形式如下:

10、,

11、其中,为滑模面,为大于零的常数,为实际误差,为实际误差的微分。

12、进一步的,所述步骤s4中,指数变趋近律为:

13、,

14、其中,为变趋近律,为滑模面,为符号函数,,,。

15、进一步的,所述步骤s4中,变速变趋近律为:

16、,

17、其中,为变趋近律,,为滑模面,,为符号函数,,。

18、进一步的,所述步骤s4中,幂次变趋近律为:

19、,

20、其中,为变趋近律,,为滑模面,,为符号函数,。

21、进一步的,所述步骤s5中,稳定性分析函数为lyapunov函数,其公式如下:

22、,

23、其中,,为滑模面;

24、对上式求导得:

25、,

26、其中,,为滑模面,为变趋近律,,,,,,,,;

27、故整个系统渐进稳定。

28、进一步的,所述步骤s2中,比较器利用同或逻辑运输进行触发导通,并通过寄存器进行锁定状态,利用与逻辑运算进行触发关闭,并通过寄存器进行锁定,一次实现比较器功能。

29、本专利技术的有益效果在于:

30、1.保证系统的响应速度的同时,抑制前一阶段高速收敛而带来的系统抖振,最后系统还可以光滑地收敛;

31、2.对参数的鲁棒性高、控制精度稳定;

32、3.压缩机的排气压力保持恒定,且避免压缩机内压力过高,从而节省能源。

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【技术保护点】

1.一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,其特征在于,所述步骤S3中,滑模面具体形式如下:

3.根据权利要求1所述的一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,其特征在于,所述步骤S4中,指数变趋近律为:

4.根据权利要求1所述的一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,其特征在于,所述步骤S4中,变速变趋近律为:

5.根据权利要求1所述的一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,其特征在于,所述步骤S4中,幂次变趋近律为:

6.根据权利要求1所述的一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,其特征在于,所述步骤S5中,稳定性分析函数为Lyapunov函数,其公式如下:

7.根据权利要求1所述的一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,其特征在于,所述步骤S2中,比较器利用同或逻辑运输进行触发导通,并通过寄存器进行锁定状态,利用与逻辑运算进行触发关闭,并通过寄存器进行锁定,以此实现比较器功能。

【技术特征摘要】

1.一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,其特征在于,所述步骤s3中,滑模面具体形式如下:

3.根据权利要求1所述的一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,其特征在于,所述步骤s4中,指数变趋近律为:

4.根据权利要求1所述的一种用于空压机系统的快响应滑模控制方法,其特征在于,所述步骤s4中,变速变趋近律为:

5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:张树林徐鹏张正松
申请(专利权)人:希望森兰科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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