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专利号: 2021101357637
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电子凸轮的控制方法,其特征在于,包含:获取电机的控制曲线;

根据所述控制曲线,通过预测模型,预测电机转子在N个采样时刻后的预测位置;

根据所述预测位置和所述控制曲线,计算所述电机转子在N个采样时刻后的跟踪误差;

获取所述电机的工况信息;

根据所述工况信息,通过自适应误差阈值模型,计算所述电机在当前采样时刻的误差阈值;

判断所述跟踪误差是否大于所述自适应误差阈值;

当判断到所述跟踪误差大于所述自适应误差阈值时,根据所述控制曲线和所述工况信息,计算得到位置补偿系数,并根据所述位置补偿系数对当前采样时刻的控制信号进行位置补偿;

当判断到所述跟踪误差小于所述自适应误差阈值时,根据所述控制曲线和所述工况信息,计算得到速度补偿系数,并根据所述速度补偿系数对当前采样时刻的控制信号进行速度补偿;

根据补偿后的控制信号,控制所述电机。

2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述控制曲线根据查表法生成;

在根据所述控制曲线,通过预测模型,预测电机转子在N个采样时刻后的预测位置之前,还包括:构建所述预测模型;

在根据所述工况信息,通过自适应误差阈值模型,计算所述电机在当前采样时刻的误差阈值之前,还包括:构建所述自适应阈值模型。

3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,构建所述预测模型,具体为:根据所述电机转子的机械运动方程构建受控自回归积分滑动平均模型;

根据所述受控自回归积分滑动平均模型,通过Diophantine模型,获得所述预测模型;

其中,所述预测模型的表达式为:k为当前采样时刻,N为预测的采样时刻的数量, 为k+N采样时刻时电机转子的*

预测角度,G、H和F为电机控制过程中的变量,Δ为微分算子,Iq (k+N‑1)为k+N‑1采样时刻时* *

电机q轴的理论电流,Iq (k+N)为k+N采样时刻时电机q轴的理论电流,θ(k+N)为k+N采样时刻时电机转子的理论角度;

在根据所述预测位置和所述控制曲线,计算所述电机转子在N个采样时刻后的跟踪误差之后,还包括以下步骤:

根据所述跟踪误差,对所述预测模型进行光滑处理,获得校正模型;其中,所述校正模型的表达式为:

k为当前采样时刻,N为预测的采样时刻的数量, 为k+N采样时刻时电机转子的校正角度,γ为平滑系数,取值范围为[0,1], 为k+N‑1采样时刻时电机转子的校正角度, 为k+N采样时刻时电机转子的预测角度,e(k+N)为k+N采样时刻时的跟踪误差。

4.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述工况信息包括电机的q轴的采样电流xi和电机转子的采样角度xθ;

构建所述自适应阈值模型,具体为:构建位置电流采样阈值误差模型;其中,所述位置电流采样阈值误差模型ε1(xi,xθ)的表达式为:

xi为采样电流,xθ为采样角度,n为采样次数,k为当前采样时刻, 为电流的采样误差,iq(k)为当前采样时刻时电机q轴的采样电流,iq(k‑1)为k‑1采样时刻时电机q轴的采样电流, 为角度的采样误差,θ(k)为当前采样时刻时电机转子的采样角度,θ(k‑1)为k‑1采样时刻时电机转子的采样角度;

构建工况变化阈值误差模型;其中,所述工况变化阈值误差模型ε2(xi)的表达式为:ε2(xi)=λiq(k)

xi为采样电流,λ为传递系数,iq(k)为当前采样时刻时电机q轴的采样电流,k为当前采样时刻;

根据所述位置电流采样阈值误差模型和所述工况变化阈值误差模型,获得所述自适应阈值模型;其中所述自适应阈值模型ε的表达式为:ε=ε0+ε1(xi,xθ)+ε2(xi)ε0为预先设定的基础阈值,ε1(xi,xθ)为位置电流采样阈值误差模型,ε2(xi)工况变化阈值误差模型。

5.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,根据所述预测位置和所述控制曲线,计算所述电机转子在N个采样时刻后的跟踪误差,具体为:根据所述控制曲线,获取N个采样时刻后电机转子的理论角度;

根据所述预测位置和所述理论角度,计算所述电机转子N个采样时刻后的所述跟踪误差;其中,所述跟踪误差e(k+N)的表达式为:*

k为当前采样时刻,N为预测的采样时刻的数量,θ(k+N)为k+N采样时刻时电机转子的理论角度, 为k+N采样时刻时电机转子的预测角度。

6.根据权利要求1至5任一项所述的控制方法,其特征在于,根据所述控制曲线和所述工况信息,计算得到位置补偿系数,具体为:根据所述控制曲线和所述工况信息,通过第一评价函数,获取所述位置补偿系数;其中,所述第一评价函数J1的表达式为:*

k为当前采样时刻,θ(k)为当前采样时刻时电机转子的采样角度,θ(k)为当前采样时刻电机转子的理论角度,α为位置补偿系数,取值范围为[1,2],iq(k)为当前采样时刻时电机q轴的采样电流, 为当前采样时刻电机q轴的理论电流;

根据所述控制曲线和所述工况信息,计算得到速度补偿系数,具体为:根据所述控制曲线和所述工况信息,通过第二评价函数,获取所述速度补偿系数;其中,所述第二评价函数J2的表达式为:*

k为当前采样时刻,θ(k)为当前采样时刻时电机转子的采样角度,θ(k)为当前采样时刻时电机转子的理论角度,β为速度补偿系数,取值范围为[0,1],iq(k)为当前采样时刻时电机q轴的采样电流, 为当前采样时刻时电机q轴的理论电流,ω(k)为当前采样时刻时*

电机转子的采样角速度,ω(k)为当前采样时刻时电机转子的理论角速度。

7.一种电子凸轮的控制装置,其特征在于,包含:曲线获取模块,用于获取电机的控制曲线;

位置预测模块,用于根据所述控制曲线,通过预测模型,预测电机转子在N个采样时刻后的预测位置;

误差计算模块,用于根据所述预测位置和所述控制曲线,计算所述电机转子在N个采样时刻后的跟踪误差;

工况获取模块,用于获取所述电机的工况信息;

阈值计算模块,用于根据所述工况信息,通过自适应误差阈值模型,计算所述电机在当前采样时刻的误差阈值;

误差判断模块,用于判断所述跟踪误差是否大于所述自适应误差阈值;

位置补偿模块,用于当判断到所述跟踪误差大于所述自适应误差阈值时,根据所述控制曲线和所述工况信息,计算得到位置补偿系数,并根据所述位置补偿系数对当前采样时刻的控制信号进行位置补偿;

速度补偿模块,用于当判断到所述跟踪误差小于所述自适应误差阈值时,根据所述控制曲线和所述工况信息,计算得到速度补偿系数,并根据所述速度补偿系数对当前采样时刻的控制信号进行速度补偿;

电机控制模块,用于根据补偿后的控制信号,控制所述电机。

8.根据权利要求7所述的控制装置,其特征在于,所述控制曲线根据查表法生成;控制装置还包括

预测模型构建模块,用于构建所述预测模型;

阈值模型构建模块,用于构建所述自适应阈值模型。

9.一种电子凸轮的控制设备,其特征在于,包括处理器、存储器,以及存储在所述存储器内的计算机程序;所述计算机程序能够被所述处理器执行,以实现如权利要求1至6任意一项所述的电子凸轮的控制方法。

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包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6任意一项所述的电子凸轮的控制方法。