[发明专利]一种基于ADRC算法的电机转速控制方法、装置及系统

说明书

本发明提供了一种基于ADRC算法的电机转速控制方法、装置及系统，包括：步骤S300根据电机的述目标转速、电机的当前转速和ADRC算法估计的当前观测系统扰动值，得到驱动电机的当前脉冲占空比；步骤S400根据速度传感器的反馈信息得到电机的下一转速；步骤S500判断当前脉冲占空比是否不低于目标脉冲占空比乘以第一预设系数所得到的值；步骤S600若是，则按预设规则降低所述扩张状态观测器根据下一转速输出的下一扰动值，作为下一观测系统扰动值；步骤S800将下一转速作为当前转速，下一观测系统扰动值作为当前观测系统扰动值，跳转到步骤S300，使电机的转速向目标转速逼近。本发明可以避免ADRC多参数的协同调整，有效降低超调，实现电机速度的快速、稳定的响应。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤指一种基于ADRC算法的电机转速控制方法、装置及系统。

背景技术

随着工业的发展，工业上对电机的需求越来越多，对电机控制的要求也越来越高。ADRC(Active Disturbance Rejection Control，自抗扰控制)算法是中科院韩京清研究员提出的一种控制方法，因其不依赖于精确的数学模型而被广泛应用，该算法也应用于电机控制领域。

如图8所示，传统ADRC自抗扰控制算法包括跟踪微分器、状态误差反馈控制、扩张状态观测器。该算法复杂、参数多，在系统相关参数调试得很好并且系统环境不发生变化的情况下能够实现电机的快速稳定的控制，但是系统相关的参数太多，系统的稳定对参数要求很高，当系统的特征稍微发生变化时，控制算法的参数都需要做出对应的调整，否则系统的输出将和预期产生很大的差别，从而导致电机产生超调、震荡、响应变慢等各种不好的控制效果，尤其是系统的超调问题，对参数的要求极高，系统很难做到响应快的同时不超调。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于ADRC算法的电机转速控制方法、装置及系统，在对电机转速的控制过程中，降低了ADRC多参数调整的复杂度，有效降低了超调，实现电机速度的快速、稳定地响应。

解决了电机控制的较高响应速度的同时不出现超调，问题以及由于故障无法及时消除的电机易损坏问题，提高了永磁电机使用的可靠性，降低了电机使用的成本。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于ADRC算法的电机转速控制方法，所述ADRC算法包括扩张状态观测器，包括：步骤S100根据电机的输入控制信号计算所述电机的目标转速；步骤S200根据速度传感器的反馈信息得到所述电机的当前转速，同时将扩张状态观测器根据所述当前转速输出的扰动值作为当前观测系统扰动值；步骤S300根据所述目标转速、所述当前转速和所述当前观测系统扰动值，得到驱动电机的当前脉冲占空比；步骤S400根据速度传感器的反馈信息得到所述电机的下一转速；步骤S500判断所述当前脉冲占空比是否不低于目标脉冲占空比乘以第一预设系数所得到的值；所述目标脉冲占空比为所述电机空载、且到达所述目标转速时驱动电机的脉冲占空比；步骤S600若是，则按预设规则降低所述扩张状态观测器根据所述下一转速输出的下一扰动值，作为下一观测系统扰动值；步骤S800将所述下一转速作为当前转速，所述下一观测系统扰动值作为当前观测系统扰动值，跳转到步骤S300，使电机的转速向目标转速逼近。

在上述技术方案中，在对电机转速的控制过程中，降低了ADRC多参数调整的复杂度，有效降低了超调，实现电机速度的快速、稳定地响应。

进一步优选的，所述步骤S300包括：根据所述目标转速、所述当前转速和所述当前观测系统扰动值，得到第一脉冲占空比；当电机外壁温度信息达到预设高温阈值时，打开电机外置风扇进行降温，同时按第二预设规则降低所述第一脉冲占空比，得到驱动电机的当前脉冲占空比；所述电机外壁温度信息根据温度传感器采集的数据获得。

在上述技术方案中，监测电机外壁温度，当温度过高时通过及时散热、降低电机转速来降低电机温度，避免电机因过温损坏，提高了电机运行的可靠性，从而降低电机的使用成本。