【技术实现步骤摘要】
基于蝙蝠算法的交流伺服调速系统控制参数自整定方法
本专利技术涉及交流伺服系统控制参数整定领域，具体涉及一种基于蝙蝠算法的交流伺服调速系统控制参数自整定方法。
技术介绍
交流伺服系统具有响应快速、调速范围宽、定位准确和可靠性高等优点，作为制造自动化设备的核心部件之一，被广泛应用于数控机床、工业机器人、医疗器械、汽车工业等领域。进一步提升交流伺服系统的性能，对现代工业生产具有十分重要的现实意义。目前，交流伺服系统的电机调速控制通常由包含内层电流环和外层速度环的级联控制策略来实现。电流环的作用是提高系统响应，同时抑制内部干扰；速度环的作用是削弱负载扰动的影响，提高系统稳定性，保证电机转速实时快速跟踪输入速度指令。在当前工业应用中，两个环路的控制器多采用PI控制算法，部分高性能交流伺服系统中，速度环控制器采用伪微分反馈与前馈控制策略(PDFF，PseudoDerivativeFeedbackwithFeedforward)。当交流伺服调速系统的控制策略和控制结构确定后，其性能取决于各环路控制器的控制参数。控制参数选择...
【技术保护点】
1.一种基于蝙蝠算法的交流伺服调速系统控制参数自整定方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一，针对不同的应用工况和性能偏好，设定相应的线性加权性能指标，设置参数搜索空间；/n步骤二，采集交流伺服调速系统的信号参数，用于当前系统性能指标的计算；/n步骤三，建立适应度评价函数，初始化相关参数；/n步骤四，利用蝙蝠算法，搜索能够实现系统性能最优的控制参数。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于蝙蝠算法的交流伺服调速系统控制参数自整定方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，针对不同的应用工况和性能偏好，设定相应的线性加权性能指标，设置参数搜索空间；
步骤二，采集交流伺服调速系统的信号参数，用于当前系统性能指标的计算；
步骤三，建立适应度评价函数，初始化相关参数；
步骤四，利用蝙蝠算法，搜索能够实现系统性能最优的控制参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于蝙蝠算法的交流伺服调速系统控制参数自整定方法，其特征在于：步骤一中，控制参数包括三个，分别是比例增益Kp、积分增益KI和前馈增益KFR，根据所使用驱动器对三者标定的取值范围，确定相应的控制参数三维搜索空间。
3.根据权利要求1所述的一种基于蝙蝠算法的交流伺服调速系统控制参数自整定方法，其特征在于：步骤二的具体过程如下：
在交流伺服调速系统的速度指令输入端给定固定采样时长的阶跃信号，在每个采样时刻t从系统中采集指令速度ωr(t)、电流值Iq(t)和反馈速度ω(t)，用于性能指标的计算。
4.根据权利要求1所述的一种基于蝙蝠算法的交流伺服调速系统控制参数自整定方法，其特征在于：步骤三中，建立的适应度评价函数如下：
其中：x为当前控制参数(Kp,KI,KFR)，Kp、KI和KFR分别为比例增益、积分增益和前馈增益；X为所有待选择控制参数组成的搜索空间，fi(x)为交流伺服调速系统包括上升时间、调节时间、超调量等在内的性能指标，p为性能指标的数量。
5.根据权利要求4所述的一种基于蝙蝠算法的交流伺服调速系统控制参数自整定方法，其特征在于：以步骤三中的适应度评价函数作为选择当前最优个体的标准，利用蝙蝠算法在搜索空间X内寻找系统的最优控制参数；
采用对多目标性能指标进行线性加权求和，上述步骤三中的适应度评价函数具体如下：
f(x)＝a·tr+b·Mp+c·ε+d·ITAE，
其中：a、b、c、d为权重系数，取值范围为[0,+∞)；tr为表征系统响应性能的上升时间，Mp为表征系统相对稳定性的超调量，ε为表征系统控制精度的稳态误差；ITAE为时间乘绝对误差积分，ts为系统的调整时间。
6.根据权利要求5所述的一种基于蝙蝠算法的交流伺服调速系统控制参数自整定方法，其特征在于：对上述适应度评价函数进行优化：
其中，权重系数w1,w2,w3,w4∈[0,1]且w1+w2+w3+w4＝1，trmax、Mpmax、εmax和ITAEmax分别为性能指标tr、...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋宝，李虎，陈天航，唐小琦，周向东，杨承博，钟靖龙，邹益刚，向刘洋，潘佳明，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。