希望森兰科技股份有限公司何建波获国家专利权
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龙图腾网获悉希望森兰科技股份有限公司申请的专利一种数字孪生变频调速预测控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120200518B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510677399.5,技术领域涉及:H02P21/14;该发明授权一种数字孪生变频调速预测控制方法及系统是由何建波;任光法;张正松设计研发完成,并于2025-05-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种数字孪生变频调速预测控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种数字孪生变频调速预测控制方法及系统,通过建立在线云端可调模型,预测超前于实际运行时间的负载的运行状况,包括未来某一时刻负载中控制比例系数K p 、积分系数K i 和微分系数K d 的合理性、提前排除未来可能发生的故障,对预测的故障进行故障报警提示、预测负载工况变化状态,进一步提高变频调速系统的可靠性和控制性能。
本发明授权一种数字孪生变频调速预测控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种数字孪生变频调速预测控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1,基于永磁同步电机实际数学模型,在采样周期Tc内,对永磁同步电机运动方程和电压方程进行离散化; 步骤S2,根据步骤S1所述的离散化电机运动方程和电压方程的基础上构建转速动态方程和电流动态方程:所述转速动态方程用于描述电机转速随时间的变化关系,所述电流动态方程用于描述电机d-q轴电流随时间的变化关系; 步骤S3,根据步骤S2所述转速动态方程和电流动态方程,验证满足无模型自适应控制理论假设条件,在、的前提条件下,分别构建转速动态线性化方程和电流动态线性化方程; 转速动态线性方程:, 电流动态线性方程:, 其中,为t+1时刻和t时刻转速之差,为t+1时刻和t时刻d-q轴电流之差,为伪梯度,为伪雅可比矩阵,T表示对任意矩阵取转置,为t时刻和t-1时刻转速与转矩向量之差,为t时刻和t-1时刻电流与电压向量之差; 步骤S4,构造输入转矩控制准则函数和输入电压控制准则函数,通过最小化转速误差和电流误差,并引入步长因子,生成自适应输入转矩控制算法和输入电压控制算法; , , , 其中,,为转矩步长因子,,为电压步长因子,为t时刻时刻输入电磁转矩,为t-1时刻输入电磁转矩,Ut为t时刻d-q轴电压,Ut-1为t-1时刻d-q轴电压,、为步骤S3所述伪梯度的元素,、为步骤S3所述伪雅可比矩阵的元素,为t+1时刻的参考转速,为t+1时刻的d-q轴参考电流,为t时刻和t-1时刻转速之差,为t时刻和t-1时刻d-q轴电流之差,为取范数符号,和为权重系数; 步骤S5,结合矩阵求逆引理,实时在线估计转速伪梯度和电流伪雅可比矩阵,并通过动态调整步长因子优化估计精度;所述优化估计精度后的转速伪梯度和电流伪雅可比矩阵在线估计值如下: , , 其中,为t时刻转速伪梯度估计值,为t-1时刻转速伪梯度估计值,为t时刻电流伪雅可比矩阵估计值,为t-1时刻电流伪雅可比矩阵估计值,为t-1时刻和t-2时刻转速与转矩向量之差,为t-1时刻和t-2时刻电流与电压向量之差,nt为t时刻转速,nt-1为t-1时刻转速,It为t时刻d-q轴电流,It-1为t-1时刻d-q轴电流,为转速伪梯度步长因子、为电流伪雅可比矩阵步长因子; 步骤S6,根据步骤S1-S5对系统运行状态进行判断是否需要重置伪梯度和伪雅可比矩阵的初始值,判断条件如下:当系统正常运行时,进入S7,当不满足S3所述前提条件时,进入S5,重置步骤S5中的转速伪梯度和电流伪雅可比矩阵的初始值; 步骤S7,根据步骤S1-S6建立的基于无模型自适应控制算法的在线云端可调模型,通过云端可调模型接收实际运行数据,预测未来负载工况,当预测的转速或电流超出预设滞环范围时,触发故障预警; 步骤S8,根据预警结果动态调整控制器的比例系数、积分系数和微分系数,实时优化负载端的输出性能。
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