[发明专利]基于模糊逻辑的接触器刚合速度逐次闭环自校正控制方法

说明书

本发明涉及一种基于模糊逻辑的接触器刚合速度逐次闭环自校正控制方法。采用人工神经网络建立电流闭环控制下的接触器神经网络模型，通过检测接触器的线圈电流及线圈电压，来计算动铁心的实时位移及速度，为无速度传感器的动铁心速度闭环控制打下基础；之后引入模糊逻辑控制，以神经网络输出的动铁心速度作为负反馈，逐次调节起动强激磁时间，使触头刚合速度通过多次起动过程自校正后趋近给定值，通过设定一个较小的刚合速度参考值，即可减小动静触头的撞击能量。本发明通过对接触器动铁心速度进行直接的闭环反馈控制来实现对触头弹跳的控制。

技术领域

本发明涉及一种基于模糊逻辑的接触器刚合速度逐次闭环自校正控制方法。

背景技术

接触器广泛应用在各种工业控制领域中，其性能指标直接影响整个控制系统的安全、稳定。近年来，在接触器智能控制领域中，国内外学者做了大量的研究工作，显著提高了接触器的性能，目前常见的接触器智能控制方案如下：

1、接触器高压直流起动、低压直流保持的控制方案，改变了交流接触器的激磁方式，从交流运行到直流运行；

2、接触器PWM闭环控制方案，采用改造后的Buck拓扑作为线圈驱动电路，以线圈电压或线圈电流作为反馈信号，使接触器控制技术从开环进入闭环；

3、根据激磁电压、激磁电流及简化后的磁路参数估算动铁心实时位移，实现接触器位移闭环控制，减少起动过程中的触头弹跳；进一步的将位移估算技术推广到永磁接触器的智能控制中，实现位移分段PWM控制；

4、采用电流扫描方式，寻找最佳的接触器起动电流曲线，实现了交流接触器起动过程自校正控制，减少触头弹跳；

5、线圈电流斜率闭环控制方案，在接触器起动过程中检测电流下跌斜率，形成斜率外环控制电流内环的双闭环控制结构，进而减少触头弹跳；

6、建立永磁接触器运动轨迹的动力学方程，通过模型求解探索接触器弹跳发生的数学机理，对接触器驱动电压的幅值与作用时间进行模型预测控制，有效降低接触器弹跳导致的涌流冲击；

7、建立接触器的无电容线圈驱动拓扑，并结合接触器电流闭环控制技术，在吸合过程中引入磁链变量，实现宽电压下的接触器起动过程触头弹跳抑制。

以上智能控制方案，多是通过控制能够间接反映接触器动铁心速度的电磁参量，来间接抑制触头弹跳，而对接触器动铁心速度进行直接的闭环反馈控制的技术未见报导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模糊逻辑的接触器刚合速度逐次闭环自校正控制方法，通过对接触器动铁心速度进行直接的闭环反馈控制来实现对触头弹跳的控制。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于模糊逻辑的接触器刚合速度逐次闭环自校正控制方法，首先，采用人工神经网络建立电流闭环控制下的接触器神经网络模型，通过检测接触器的线圈电流及线圈电压，来计算动铁心的实时位移及速度；而后，引入模糊逻辑控制，以神经网络输出的动铁心速度作为负反馈，逐次调节起动强激磁时间，使触头刚合速度通过多次起动过程自校正后趋近给定的动铁心刚合速度参考值，减小动静触头的撞击能量，进而实现对触头弹跳的直接控制。

在本发明一实施例中，该方法应用于基于模糊逻辑的接触器刚合速度逐次闭环自校正控制系统中。

在本发明一实施例中，所述基于模糊逻辑的接触器刚合速度逐次闭环自校正控制系统，包括接触器线圈驱动电路、数字控制器，所述方法具体应用于数字控制器中，以实现对接触器线圈驱动电路的控制。

在本发明一实施例中，所述接触器线圈驱动电路包括电压源、第一至第四整流二极管、输入滤波电容、电力电子开关、接触器线圈、续流二极管、线圈电流传感器；所述数字控制器包括过程控制单元、电流闭环控制单元、磁链计算单元、触头闭合检测单元、模糊逻辑控制器、刚合速度计算单元、接触器ANN模型单元。