【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能控制，具体地说，涉及一种用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法及系统。
技术介绍
1、轨道式重力储能系统通过利用重力势能与电能的相互转换，实现电能的储存与释放，特别适用于大规模、长时储能需求，并能够有效平衡电力系统的波动，提高绿色能源的利用率。然而，在轨道式重力储能系统的实际运行中，电机的精确调速成为影响系统性能的关键因素之一。
2、传统的pid控制方法虽然简单实用，但在面对复杂多变的运行环境和外部扰动时，往往难以达到理想的控制效果。特别是在坡度变化、多电机协同运行等复杂工况下，pid控制的局限性尤为明显，容易导致系统响应速度慢、超调量大、同步误差大等问题。
3、有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法及系统，能够实现电机的精确调速，提高运行效率和稳定性。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
3、第一方面，一种用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，包括：
4、定义模糊集，建立模糊规则框架，以得到模糊规则；
5、对模糊规则进行处理，并定义每个模糊集的隶属函数，以得到初始的模糊规则与隶属函数；
6、将初始的模糊规则与隶属函数的参数串联，随机生成初始种群，种群中的每个染色体表示一组潜在的模糊规则和隶属函数；
7、定义评估函数，并通过评估函数得到染色
8、根据新一代种群，以得到优化的模糊规则和隶属函数参数；
9、根据优化的模糊规则和隶属函数参数，采集实时数据，并根据实时数据获取目标转速的模糊集，以得到目标转速的模糊集；
10、根据目标转速的模糊集，对电机进行调速，以得到调速指令；
11、根据调速指令对多电机协同控制，以实现电机调速。
12、在上述任一方案中优选的实施例，将初始的模糊规则与隶属函数的参数串联，随机生成初始种群，包括：
13、定义模糊规则，包括确定模糊规则的数量n以及每个规则所包含的参数数量m；
14、确定高斯型隶属函数，以及每个高斯型隶属函数的参数，参数包括中心值和宽度；
15、根据模糊规则和高斯型隶属函数，构建染色体，其中，每个染色体是一个长度为n×m的向量，其中的元素依次对应每个模糊规则的每个参数；
16、为高斯型隶属函数的参数的每个参数设定初始化范围；
17、根据染色体和初始化范围，随机生成初始种群。
18、在上述任一方案中优选的实施例，定义评估函数的计算公式为：
19、
20、其中，t(x)表示电机从启动到达到目标转速所需的时间；vi表示各个时间点的转速测量值；表示转速的平均值；n表示转速测量的数据点数量；p表示电机的平均功率；t表示电机运行的时间；w1、w2和w3表示权重；∈表示常数；i表示索引；f(x)表示评估函数。
21、在上述任一方案中优选的实施例，随机选取染色体上的一个交叉点，将两个父代的染色体在交叉点进行交换，并随机改变染色体中的基因，以产生新一代种群，包括：
22、从当前种群中随机选择两个染色体作为父代，随机选择一个位置作为交叉点；
23、将两个父代染色体在交叉点处的片段进行交换；在交叉后的染色体中，随机选择一个或多个基因位置作为变异点；对选定的变异点上的基因进行随机改变，直到达到预设的迭代次数，以产生新一代种群。
24、在上述任一方案中优选的实施例，根据目标转速的模糊集，对电机进行调速，以得到调速指令，包括：
25、获取目标转速的模糊集，并计算电机参数，包括额定功率、额定转速和转矩；
26、根据电机参数，计算目标转速与实际转速的差值，以得到控制量；
27、根据控制量，对电机通过零d轴电流的矢量控制对电机进行调速，以达到实际目标转速；
28、根据实际目标转速，对多电机进行协同控制，调整各电机的转速和转矩，以得到调速指令。
29、在上述任一方案中优选的实施例，根据控制量，对电机通过零d轴电流的矢量控制对电机进行调速，以达到实际目标转速，包括：
30、根据电机参数，获取在目标转速下的电磁转矩、极对数和转子磁链参数；
31、将电机在三相静止坐标系下的电流ia、ib、ic变换到同步旋转坐标系下的id、iq，将d轴电流参考值设定为0，控制q轴电流iq，通过以计算q轴电流参考值，其中，是q轴电流参考值，是目标电磁转矩，np是电机极对数，ψf是转子磁链；
32、通过调节q轴电流控制电磁转矩，对电机进行调速，以达到实际目标转速。
33、在上述任一方案中优选的实施例，根据实际目标转速，对多电机进行协同控制，调整各电机的转速和转矩，以得到调速指令，包括：
34、对于每个电机，从传感器中获取其实际的目标转速；
35、对于相邻的电机对，计算相邻的电机对实际目标转速之间的差异，得到同步误差；
36、对同步误差进行放大或缩小处理，以得到误差补偿值；
37、根据误差补偿值，对每个电机的控制信号进行调整，以生成对应的调速指令。
38、第二方面，一种用于轨道式重力储能的电机模糊集调速系统，包括：
39、获取模块，用于定义模糊集，建立模糊规则框架，以得到模糊规则；对模糊规则进行处理，并定义每个模糊集的隶属函数，以得到初始的模糊规则与隶属函数；将初始的模糊规则与隶属函数的参数串联，随机生成初始种群，种群中的每个染色体表示一组潜在的模糊规则和隶属函数；定义评估函数，并通过评估函数得到染色体的适应度值，根据染色体的适应度值，随机选取染色体上的一个交叉点，将两个父代的染色体在交叉点进行交换，并随机改变染色体中的基因，以产生新一代种群；
40、处理模块，用于根据新一代种群，以得到优化的模糊规则和隶属函数参数；根据优化的模糊规则和隶属函数参数，采集实时数据，并根据实时数据获取目标转速的模糊集，以得到目标转速的模糊集；根据目标转速的模糊集，对电机进行调速，以得到调速指令；根据调速指令对多电机协同控制，以实现电机调速。
41、采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
42、通过模糊控制算法，能够更准确地捕捉系统动态变化，并根据实时数据快速调整控制策略，从而实现电机转速的精确控制；通过多电机协同控制，能够有效减少电机间的同步误差，提高多电机系统的整体稳定性和一致性；通过实时监测和调整电机的运行状态，可以最大化地利用重力势能进行发电，同时减少不必要的能量损耗，特别是在处理坡度扰动时，能够迅速调整控制策略以维持最佳发电效率；根据管理数据建立持本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，将初始的模糊规则与隶属函数的参数串联，随机生成初始种群，包括：
3.根据权利要求2所述的用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，定义评估函数的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，随机选取染色体上的一个交叉点，将两个父代的染色体在交叉点进行交换，并随机改变染色体中的基因，以产生新一代种群，包括：
5.根据权利要求4所述的用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，根据目标转速的模糊集，对电机进行调速，以得到调速指令，包括：
6.根据权利要求5所述的用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，根据控制量，对电机通过零d轴电流的矢量控制对电机进行调速，以达到实际目标转速，包括：
7.根据权利要求6所述的用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，根据实际目标转速，对多电机进行协同控制，
8.一种用于轨道式重力储能的电机模糊集调速系统，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的方法中，包括：
9.一种计算设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，将初始的模糊规则与隶属函数的参数串联，随机生成初始种群，包括：
3.根据权利要求2所述的用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，定义评估函数的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，随机选取染色体上的一个交叉点，将两个父代的染色体在交叉点进行交换，并随机改变染色体中的基因，以产生新一代种群，包括：
5.根据权利要求4所述的用于轨道式重力储能的电机模糊集调速方法，其特征在于，根据目标转速的模糊集，对电机进行调速，以得到调速指令...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡业民，李开一，孙克辉，周科平，李志鹏，王会海，
申请(专利权)人：湖南中矿金禾机器人研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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