[发明专利]基于粒子群算法的永磁同步电机优化方法

权利要求书

1.基于粒子群算法的永磁同步电机优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，构建了待优化的电机的数学模型，并根据该模型在Simulink中搭建永磁同步电机双闭环矢量控制仿真模型，其中转速控制器与电流控制器是基于滑模变结构指数趋近律设计的；

步骤2，设定控制参数的取值范围，初始值，设定粒子群算法中粒子的更新原则和终止条件，利用粒子群算法获得最优的控制参数，其中，更新原则是通过将当前的控制参数带入Simulink模型中，以此计算每个粒子的适应值，利用该适应值对每个粒子的速度和位置更新。

2.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的永磁同步电机优化方法，其特征在于，步骤1中，滑模变结构趋近律按照下列表达式进行：

式中s——滑模切换函数；x₁——系统所处的状态；ε,δ，k—均为系统参数。

3.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的永磁同步电机优化方法，其特征在于，步骤1中，滑模变结构趋近律按照下列表达式进行：步骤1中，永磁同步电机的数学模型按照下列表达式进行：

式中L_d、L_q——电机d、q轴电感，对于表贴式永磁同步电机，有L_d＝L_q；u_d、u_q——电机交轴、直轴电压；i_d、i_q——电机交轴、直轴电流；ψ_f——永磁磁链Wb；T_e——电磁转矩N·m；T_L——负载转矩N·m；R_s——定子绕组电阻Ω；B——粘滞摩擦系数；p——电机极对数；ω——电角速度rad/s；J——转动惯量kg·m²。

4.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的永磁同步电机优化方法，其特征在于，步骤1中，转速控制器的表达式按照下列进行：

式中ω^*——给定转速与当前转速之差。

5.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的永磁同步电机优化方法，其特征在于，步骤1中，电流控制器的表达式按照下列进行：

式中——给定q轴电流与当前q轴电流之差；

式中——给定d轴电流与当前d轴电流之差。

6.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的永磁同步电机优化方法，其特征在于，步骤2中，适应值的计算优选按照下列表达式进行：

式中ω_max——输出转速峰值；ω^*——输入转速参考值；ω_k——k时刻对转速的采样；e_k——k时刻转速的误差；n_s——采样点数；t_s——上升时间，定义为控制系统输出从0第一次达到的时间；λ₁，λ₂，λ₃——权重系数。

7.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的永磁同步电机优化方法，其特征在于，步骤2中，粒子的更新优选按照下列表达式进行：

式中，v_i(t+1)——t+1时刻粒子的速度，ω——惯性因子，c₁——加速常数，r₁——区间[0,1]上的随机数，p_i(t)——t时刻粒子的最优位置，x_i(t)——粒子的当前位置，c₂——加速常数，r₂——区间[0,1]上的随机数，p_g(t)——t时刻粒子群的最优位置。