【技术实现步骤摘要】
基于状态观测器的接触器磁链闭环控制方法
本专利技术涉及电磁控制
，尤其是基于状态观测器的接触器磁链闭环控制方法。
技术介绍
接触器作为一种常见的电磁开关在工业系统和配电系统中用量十分庞大，其性能指标直接影响到整个控制系统的安全和稳定。传统接触器在运行中存在诸多问题，如：对电压跌落较为敏感，容易受到电网电压波动影响引起触头误分断，影响接触器在石油等连续生产系统中的运行可靠性；工作电压范围较窄，在临界吸合电压下铁心会产生持续的振动，导致触头熔焊；存在频繁操作下接触器线圈温升过高，影响线圈寿命以及接触器性能。近年来国内外学者提出了各种接触器智能控制方案，对比目前的控制方案，对接触器线圈电流进行直接闭环控制具有如下优点：直接以线圈电流作为反馈控制量，具有自然限流的特点，尤其应用在线圈电阻较小的大容量接触器时，可以灵活调节起动激磁安匝，避免线圈过流及短路；在起动过程中通过灵活调节起动电流曲线可以实现起动过程的优化控制；线圈电流始终连续可控，不会出现电流突然截断的情况，避免线圈操作过电压。电流闭环虽有诸多优点，但在保持过程...
【技术保护点】
1.基于状态观测器的接触器磁链闭环控制方法，其特征在于：所述控制方法在接触器起动过程及接触器保持过程中，通过磁链状态观测器观测接触器的磁链数据，并以观测结果对接触器电流进行控制。/n
【技术特征摘要】
1.基于状态观测器的接触器磁链闭环控制方法，其特征在于：所述控制方法在接触器起动过程及接触器保持过程中，通过磁链状态观测器观测接触器的磁链数据，并以观测结果对接触器电流进行控制。
2.根据权利要求1所述的基于状态观测器的接触器磁链闭环控制方法，其特征在于：在接触器起动过程中，磁链状态观测器采用基于电压积分磁链观测器的开环观测方法得到磁链数据；在稳定的接触器保持过程中，磁链状态观测器采用基于磁链闭环状态观测器的闭环观测方法来获得磁链数据；在控制方法中，所述开环观测方法、闭环观测方法根据接触器控制过程的进度平稳切换；在控制方法中，通过对接触器线圈电流的控制，来控制接触器线圈的激磁状态，以对接触器的动态工作进行优化控制。
3.根据权利要求2所述的基于状态观测器的接触器磁链闭环控制方法，其特征在于：所述接触器起动时间小于100ms；在针对接触器起动过程的开环观测方法中，采用公式(1)计算磁链的数据；
公式(1)中，通过检测线圈电压ucoil、线圈电流icoil后结合接触器线圈电阻Rcoil进行积分计算即可得到起动过程磁链的数据ψ；t0为接触器起动时刻，ψ，ucoil，icoil在t0时刻的初始状态皆为0；起动磁链可记为
4.根据权利要求3所述的基于状态观测器的接触器磁链闭环控制方法，其特征在于：在针对稳定的接触器保持过程的闭环观测方法中，接触器线圈磁路的磁链满足如下公式(2)：
ψ＝Licoil(2)
接触器的磁路电压平衡方程以公式(3)表述为：
结合公式(2)、公式(3)，推导得公式(4)
公式(4)中，把接触器稳定保持过程的线圈磁路视为恒定的阻感负载来计算；
ucoil为线圈电流，Rcoil为线圈电阻，ψ为磁路磁链，L为磁路电感；
推导得到接触器稳定保持过程的状态空间表达式
式中：为磁链的微分。
5.根据权利要求4所述的基于状态观测器的接触器磁链闭环控制方法，其特征在于：在接触器稳定保持过程的状态空间表达式中，以ucoil作为输入，icoil作为输出，以ψ作为状态变量，可视同一个A＝-Rcoil/L、B＝1、C＝1/L的单输入单输出的一维线性定常系统，并以此一维线性定常系统进行实时求解应用，利用输入变量及输出变量来构建应用于接触器稳定保持过程的闭环的磁链状态观测器；
所述应用于接触器稳定保持过程的闭环的磁链状态观测器利用系统输出参量icoil，采用线圈电流观测值与实际值icoil的误差来闭环修正状态变量观测值以改善观测器的性能。
6.根据权利要求5所述的基于状态观测器的接触器磁链闭环控制方法，其特征在于：所述应用于接触器稳定保持过程的磁链闭环状态观测器，以实测的ucoil、icoil为观测器输入，在开环状态观测器的基础上增加反馈矩阵E，以与icoil的误差为输入，对保持过程中的观测磁链进行闭环修正，使能够迅速趋近实际值。
7.根据权利要求6所述的基于状态观测器的接触器磁链闭环控制方法，其特征在于：所述接触器磁链闭环控制方法使用的装置包括线圈驱动电路和嵌入式控制系统；
所述线圈驱动电路包括整流桥D1、为滤波电容C1的整流模块；所述整流模块与输入电源相接，将输入电压变为较为平稳的直流电压输出至接触器线圈，使接触器线圈工作；
线圈驱动电路还包括电子开关S1、S4，还包括快恢复二极管D2、D3；所述电子开关对整流滤波后的直流电压进行PWM控制，以控制对接触...
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