一种用于电气传动系统低频振动的主动控制方法

摘要

本发明是一种用于电气传动系统低频振动的主动控制方法,其特点是，包括的步骤有:确定控制方案，根据电气传动系统的低频振动特点，测量电机转速或加速度，设计主动控制策略；选择控制算法，对比各种智能控制算法特点及应用现状，确定滑模变结构控制算法；定义变结构切换函数、设计变结构控制率，探索滑模变结构算法应用中的关键问题即抖振的根本原因，合理设计切换函数和控制率；根据遗传算法优化切换函数参数，将遗传算法思想应用于滑模变结构切换函数参数优化，进一步消除滑模切换造成的抖振；确定制动力矩，最后通过控制器跟踪振动信号给出制动力矩实现电气传动系统低频振动的主动控制。具有控制效果好,适应性强等优点。

主权项

1.一种用于电气传动系统低频振动的主动控制方法，其特征在于，它包括以下步骤:1)确定控制方案：电气传动系统主要是电机的被动支撑，因电机型号的不同会有不同支撑形式和支撑点，在电机的每个支撑点上布置一个执行部件,通过实时控制每个执行部件来调整衰减电机的自身激振产生的加速度,因而也就间接衰减了电机动载向电气传动系统的传递；根据电机低频振动产生的主要原因，所述执行部件选择电磁作动器，当电磁作动器线圈中通有交变电流时，电磁作用对振子产生激励力,使之受迫振动，对外输出控制作动力，该作动力直接作用于电机的垂直方向，且与电机自身激振力的振动幅值相等，相位相反时,这两个力相互抵消,由它们引起的振动也就会被抵消，这样电机的振动就会被抵消,最终传递到电气传动系统的力也为零；2)选择控制算法：控制算法选择滑模变结构控制算法，电气传动系统一旦进入滑动模态，在一定条件下就对外界干扰及参数扰动具有不变性，从而具有强鲁棒性、自适应性，3)定义变结构切换函数、设计变结构控制率：定义全局滑模面为：变结构控制率函数，u=k_d1·tanh(s)+k_d·s式中k_d1,k_d为比例系数且k_d1,k_d>0；4）根据遗传算法优化切换函数参数：应用遗传算法确定切换函数参数及边界厚度消弱抖振，适应度函数选择：$J_{\mathrm{OBJ}}={\int }_0^{\infty }(e{\left(t\right)}^{T}e\left(t\right)+{\mathrm{wy}}^2)\mathrm{dt},$式中：e(t)=y(t)-y_f,y_f为理想最终状态值；w为权值,且性能指标求最小值，故事硬度函数f改为：通过选择、交叉、变异选择最优解，返回v=[c  D]，实现滑模面参数及边界厚度的优化，其中：c为滑模参数和D为边界层厚度；5）确定制动力矩:依据电机振动的频率和幅值，确定抑制电机振动的制动力矩。