一种水泵用六相无刷直流电机及其双控制转速控制器的制造方法

文档序号:10895506阅读:1144来源:国知局
一种水泵用六相无刷直流电机及其双控制转速控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水泵用六相无刷直流电机的双控制转速控制器,包括模糊逻辑控制模块、神经网络控制模块、用于得到转速偏差的绝对值的取绝对值模块以及用于转速偏差的绝对值大于预设偏差值时控制模糊逻辑控制模块的输出端作为双控制转速控制器的输出端,转速偏差的绝对值小于预设偏差值时控制神经网络控制模块的输出端作为双控制转速控制器的输出端的控制开关。本实用新型能够根据转速偏差的大小选择性的在模糊控制与神经网络控制两种控制方式之间进行切换,响应时间短,控制精度高,抗干扰能力强。本实用新型还提供了一种包括上述双控制转速控制器的水泵用六相无刷直流电机。
【专利说明】
一种水泵用六相无刷直流电机及其双控制转速控制器
技术领域
[0001]本实用新型涉及转速控制技术领域,特别是涉及一种水栗用六相无刷直流电机及其双控制转速控制器。
【背景技术】
[0002]随着生产技术的迅速发展,水栗用六相无刷直流电机越来越多地应用到生产生活中来,如今由于工业生产需求的不断提升,人们对水栗用六相无刷直流电机的转速控制的控制精度提出了更高的要求。
[0003]目前,水栗用六相无刷直流电机的采用的是普通PI控制器来对转速进行控制,但是,由于PI控制是一种线性控制,而水栗用六相无刷直流电机具有非线性、多参量、强耦合等特点,导致普通PI控制器的控制精度低、响应速度慢且容易受到其他参量的干扰。
[0004]因此,如何提供一种能够解决上述问题的水栗用六相无刷直流电机及其双控制转速控制器是本领域技术人员目前需要解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种水栗用六相无刷直流电机及其双控制转速控制器,使控制开关能够根据转速偏差的大小选择性的在模糊控制与神经网络控制两种控制方式之间进行切换,减短了响应时间,提高了控制精度,且抗干扰能力强。
[0006]为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种水栗用六相无刷直流电机的双控制转速控制器,包括模糊逻辑控制模块、神经网络控制模块、用于得到所述转速偏差的绝对值的取绝对值模块以及用于所述转速偏差的绝对值大于预设偏差值时控制所述模糊逻辑控制模块的输出端作为所述双控制转速控制器的输出端,所述转速偏差的绝对值小于所述预设偏差值时控制所述神经网络控制模块的输出端作为所述双控制转速控制器的输出端的控制开关;其中:
[0007]所述模糊逻辑控制模块的输入端、所述神经网络控制模块的输入端以及所述取绝对值模块的输入端相连后作为所述双控制转速控制器的转速偏差输入端;
[0008]所述控制开关的第一不动端与所述模糊逻辑控制模块的输出端相连,所述控制开关的第二不动端与所述神经网络控制模块的输出端相连,所述控制开关的动端作为所述双控制转速控制器的输出端;所述控制开关的控制端与所述取绝对值模块的输出端相连。
[0009]优选地,所述模糊逻辑控制模块包括第一限幅模块、第二限幅模块、第一乘法器、第二乘法器、第一微分器、模糊逻辑控制器、第三乘法器以及第三限幅模块;其中:
[0010]所述第一限幅模块的输入端以及所述第一微分器的输入端相连后作为所述模糊逻辑控制模块的输入端;所述第一限幅模块的输出端与所述第一乘法器的输入端相连;
[0011]所述第一微分器的输出端与所述第二限幅模块的输入端相连,所述第二限幅模块的输出端与所述第二乘法器的输入端相连;
[0012]所述模糊逻辑控制器的输入端分别与所述第一乘法器的输出端以及第二乘法器的输出端相连;所述模糊逻辑控制器的输出端与所述第三乘法器的输入端相连;所述第三乘法器的输出端与所述第三限幅模块的输入端相连;
[0013]所述第三限幅模块的输出端作为所述模糊逻辑控制模块的输出端。
[0014]优选地,所述神经网络控制模块包括第四限幅模块、第五限幅模块、第六限幅模块、第四乘法器、第五乘法器、第六乘法器、第二微分器以及BP神经网络控制器;其中:
[0015]所述第四限幅模块的输入端以及所述第二微分器的输入端相连后作为所述神经网络控制模块的输入端;所述第四限幅模块的输出端与所述第四乘法器的输入端相连;
[0016]所述第二微分器的输出端与所述第五限幅模块的输入端相连,所述第五限幅模块的输出端与所述第五乘法器的输入端相连;
[0017]所述BP神经网络控制器的输入端分别与所述第四乘法器的输出端以及第五乘法器的输出端相连;所述BP神经网络控制器的输出端与所述第六乘法器的输入端相连;所述第六乘法器的输出端与所述第六限幅模块的输入端相连;
[0018]所述第六限幅模块的输出端作为所述神经网络控制模块的输出端。
[0019]为解决上述技术问题,本实用新型还提供了一种水栗用六相无刷直流电机,包括以上任一项所述的双控制转速控制器。
[0020]本实用新型提供了一种水栗用六相无刷直流电机及其双控制转速控制器,使控制开关根据转速偏差的大小选择性地在模糊控制与神经网络控制两种控制方式之间进行切换,当转速偏差大时,采用模糊控制,降低了调速系统对高精度的依赖性,也减小了响应时间;当转速偏差小时,采用神经网络控制,神经网络控制具有较好的动态性能,控制精度高,抗干扰能力强,提高了调速系统的稳定性。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本实用新型提供的一种水栗用六相无刷直流电机的双控制转速控制器的结构示意图;
[0023]图2为本实用新型提供的一种水栗用六相无刷直流电机的双控制转速控制器的仿真丰旲型结构不意图;
[0024]图3为本实用新型提供的一种水栗用六相无刷直流电机的双控制调速系统的仿真模型结构示意图;
[0025]其中,图2-图3中:
[0026]Gainl 一第一乘法器、Gain2—第—■乘法器、Gain3—第二乘法器、Gain4—第四乘法器、Gain5—第五乘法器、Gain6—第六乘法器、Abs—取绝对值模块、Derivative I—第一微分器、Deri vat ive2—第二微分器、Saturat 1n I—第一限幅模块、Saturat 1n2—第二限幅模块、Saturat 1n3—第三限幅模块、Saturat 1n4—第四限幅模块、Saturat1n5—第五限幅模块、Saturat1n6—第六限幅模块、Fuzzy Logic Controller一模糊逻辑控制器、S-Funct1n一BP神经网络控制器、Switch—控制开关、Scope—示波器、e~w—转速偏差输入端、Iin—控制量输出端、speed-fuzzybp—双控制转速控制器、Reference Current一参考电流模块,IGBT inverter一逆变器模块、dianjizhuti—电机主体模块。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型的核心是提供一种水栗用六相无刷直流电机及其双控制转速控制器,使控制开关能够根据转速偏差的大小选择性的在模糊控制与神经网络控制两种控制方式之间进行切换,减短了响应时间,提高了控制精度,且抗干扰能力强。
[0028]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0029]本实用新型提供了一种水栗用六相无刷直流电机的双控制转速控制器,参见图1所示,图1为本实用新型提供的一种水栗用六相无刷直流电机的双控制转速控制器的结构示意图;
[0030]该双控制转速控制器包括模糊逻辑控制模块11、神经网络控制模块13、用于得到转速偏差的绝对值的取绝对值模块12以及用于转速偏差的绝对值大于预设偏差值时控制模糊逻辑控制模块11的输出端作为双控制转速控制器的输出端,转速偏差的绝对值小于预设偏差值时控制神经网络控制模块13的输出端作为双控制转速控制器的输出端的控制开关14;其中:
[0031 ]模糊逻辑控制模块丨丨的输入端、神经网络控制模块13的输入端以及取绝对值模块12的输入端相连后作为双控制转速控制器的转速偏差输入端;
[0032]控制开关14的第一不动端与模糊逻辑控制模块11的输出端相连,控制开关14的第二不动端与神经网络控制模块13的输出端相连,控制开关14的动端作为双控制转速控制器的输出端;控制开关14的控制端与取绝对值模块12的输出端相连。
[0033]其中,预设偏差值可以为3r/min,当然,本实用新型对预设偏差值的大小不做特别限定,工作人员可根据实际情况自行设定。
[0034]可以理解的是,模糊控制是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种智能控制方法,它是一种模仿人类的推理和思维模式的智能控制方式。该控制方式首先将获取的信号进行模糊化处理,然后将工作人员的操作经验编成模糊规则,由模糊规则对模糊后的信号进行模糊推理,然后将推理后得到的输出量输出,从而实现仿人类的智能控制。
[0035]而神经网络是一种由大量的、功能比较简单的单个神经元互相连接所构成的网络模型,可以用来模拟人体大脑的很多功能以及简单的思维方式;通过将获取到的外界的知识储存在网络模型内,神经网络可以处理很多计算机解决比较困难的问题,例如图像的识别,语言的理解,知识的处理等。
[0036]进一步可知,模糊控制的反应速度快,能够减小调整时间,输出合理的控制信号,且能够减小调速系统的超调量;而神经网络控制的控制精度高,且抗干扰能力强,能够提高调速系统的稳定性。
[0037]作为优选地,参见图2所示,图2为本实用新型提供的一种水栗用六相无刷直流电机的双控制转速控制器的仿真模型结构示意图;
[0038]这里的模糊逻辑控制模块11包括第一限幅模块、第二限幅模块、第一乘法器、第二乘法器、第一微分器、模糊逻辑控制器、第三乘法器以及第三限幅模块;其中:
[0039]第一限幅模块的输入端以及第一微分器的输入端相连后作为模糊逻辑控制模块11的输入端;第一限幅模块的输出端与第一乘法器的输入端相连;
[0040]第一微分器的输出端与第二限幅模块的输入端相连,第二限幅模块的输出端与第二乘法器的输入端相连;
[0041]模糊逻辑控制器的输入端分别与第一乘法器的输出端以及第二乘法器的输出端相连;模糊逻辑控制器的输出端与第三乘法器的输入端相连;第三乘法器的输出端与第三限幅模块的输入端相连;
[0042]第三限幅模块的输出端作为模糊逻辑控制模块11的输出端。
[0043]另外,这里的神经网络控制模块13包括第四限幅模块、第五限幅模块、第六限幅模块、第四乘法器、第五乘法器、第六乘法器、第二微分器以及BP神经网络控制器;其中:
[0044]第四限幅模块的输入端以及第二微分器的输入端相连后作为神经网络控制模块13的输入端;第四限幅模块的输出端与第四乘法器的输入端相连;
[0045]第二微分器的输出端与第五限幅模块的输入端相连,第五限幅模块的输出端与第五乘法器的输入端相连;
[0046]BP神经网络控制器的输入端分别与第四乘法器的输出端以及第五乘法器的输出端相连;BP神经网络控制器的输出端与第六乘法器的输入端相连;第六乘法器的输出端与第六限幅模块的输入端相连;
[0047]第六限幅模块的输出端作为神经网络控制模块13的输出端。
[0048]可以理解的是,各个乘法器的作用是使控制量与乘法器内预设的量化因子相乘,从而达到调制双控制转速控制器的输出控制量的目的。
[0049]其中,第一乘法器内预设的第一量化因子为0.6,第二乘法器内预设的第二量化因子为0.1,第三乘法器内预设的第三量化因子为0.65,第四乘法器内预设的第四量化因子为
0.6,第六乘法器内预设的第六量化因子为0.65。当然,本实用新型对各个量化因子的具体数值不做限定,工作人员可根据实验结果自行设定。
[0050]可以理解的是,各个限幅模块的作用是对双控制转速控制器内的电流进行幅度调制,避免电流过大烧坏水栗用六相无刷直流电机,也避免电流幅度过小而导致水栗用六相无刷直流电机的带负载能力弱、启动速度慢。
[0051]其中,各个限幅模块的限幅范围可以根据实际情况更改,本实用新型对此不作限定。
[0052]本实用新型提供了一种水栗用六相无刷直流电机及其双控制转速控制器,使控制开关根据转速偏差的大小选择性地在模糊控制与神经网络控制两种控制方式之间进行切换,当转速偏差大时,采用模糊控制,降低了调速系统对高精度的依赖性,也减小了响应时间;当转速偏差小时,采用神经网络控制,神经网络控制具有较好的动态性能,控制精度高,抗干扰能力强,提高了调速系统的稳定性。
[0053]本实用新型还提供了一种水栗用六相无刷直流电机,包括上述双控制转速控制器。
[0054]其中,双控制转速控制器位于水栗用六相无刷直流电机的调速系统内,故该调速系统为双控制调速系统,参见图3所示,图3为本实用新型提供的一种水栗用六相无刷直流电机的双控制调速系统的仿真模型结构示意图。
[0055]需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0056]对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种水栗用六相无刷直流电机的双控制转速控制器,其特征在于,包括模糊逻辑控制模块、神经网络控制模块、用于得到转速偏差的绝对值的取绝对值模块以及用于所述转速偏差的绝对值大于预设偏差值时控制所述模糊逻辑控制模块的输出端作为所述双控制转速控制器的输出端,所述转速偏差的绝对值小于所述预设偏差值时控制所述神经网络控制模块的输出端作为所述双控制转速控制器的输出端的控制开关;其中: 所述模糊逻辑控制模块的输入端、所述神经网络控制模块的输入端以及所述取绝对值模块的输入端相连后作为所述双控制转速控制器的转速偏差输入端; 所述控制开关的第一不动端与所述模糊逻辑控制模块的输出端相连,所述控制开关的第二不动端与所述神经网络控制模块的输出端相连,所述控制开关的动端作为所述双控制转速控制器的输出端;所述控制开关的控制端与所述取绝对值模块的输出端相连。2.根据权利要求1所述的双控制转速控制器,其特征在于,所述模糊逻辑控制模块包括第一限幅模块、第二限幅模块、第一乘法器、第二乘法器、第一微分器、模糊逻辑控制器、第二乘法器以及第二限幅模块;其中: 所述第一限幅模块的输入端以及所述第一微分器的输入端相连后作为所述模糊逻辑控制模块的输入端;所述第一限幅模块的输出端与所述第一乘法器的输入端相连; 所述第一微分器的输出端与所述第二限幅模块的输入端相连,所述第二限幅模块的输出端与所述第二乘法器的输入端相连; 所述模糊逻辑控制器的输入端分别与所述第一乘法器的输出端以及第二乘法器的输出端相连;所述模糊逻辑控制器的输出端与所述第三乘法器的输入端相连;所述第三乘法器的输出端与所述第三限幅模块的输入端相连; 所述第三限幅模块的输出端作为所述模糊逻辑控制模块的输出端。3.根据权利要求1所述的双控制转速控制器,其特征在于,所述神经网络控制模块包括第四限幅模块、第五限幅模块、第六限幅模块、第四乘法器、第五乘法器、第六乘法器、第二微分器以及BP神经网络控制器;其中: 所述第四限幅模块的输入端以及所述第二微分器的输入端相连后作为所述神经网络控制模块的输入端;所述第四限幅模块的输出端与所述第四乘法器的输入端相连; 所述第二微分器的输出端与所述第五限幅模块的输入端相连,所述第五限幅模块的输出端与所述第五乘法器的输入端相连; 所述BP神经网络控制器的输入端分别与所述第四乘法器的输出端以及第五乘法器的输出端相连;所述BP神经网络控制器的输出端与所述第六乘法器的输入端相连;所述第六乘法器的输出端与所述第六限幅模块的输入端相连; 所述第六限幅模块的输出端作为所述神经网络控制模块的输出端。4.一种水栗用六相无刷直流电机,其特征在于,包括如权利要求1-3中任一项所述的双控制转速控制器。
【文档编号】G05D13/62GK205581669SQ201620255517
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】龙驹
【申请人】西华大学
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