CN108880404A - 一种多功能交流伺服驱动系统及驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于伺服驱动器技术领域，公开了一种多功能交流伺服驱动系统及驱动方法，系统的机箱下方嵌接由触摸屏，触摸屏下方嵌接由网线接口，所述网线接口下端嵌接有上机位控制器接口、编码器接口；编码器接口右端嵌接由连接板，连接板下端通过导线连接有接地线；连接板通过导线依次连接电抗器、噪音滤波器、断路保护器、干扰滤波器、电源接入端；机箱内卡接有PLC控制器、DSP数字信号处理器。本发明由DSP数字信号处理器控制，配合PLC控制器可进行触屏操作，可外接网线传输数据，也可与上机位进行连接；可对外部电源进行滤波，很好的防止来自电源的外来干扰，具有过流保护性能，可降低电源的高低谐波。

Description

一种多功能交流伺服驱动系统及驱动方法

技术领域

本发明属于伺服驱动器技术领域，尤其涉及一种多功能交流伺服驱动系统及驱动方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的:

目前，伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

现有的伺服电机电源外的波动较大，容易给电源造成干扰；电源高低谐波频率较大，且不具有过滤保护装置；伺服器无法与上机为进行连接，人们不能很好的了解伺服电机工作状况。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有的伺服电机电源外的波动较大，容易给电源造成干扰；电源高低谐波频率较大，且不具有过滤保护装置；伺服器无法与上机为进行连接，人们不能很好的了解伺服电机工作状况。

现有技术中，干扰滤波器对电源外来的电压干扰信号进行处理能力差，获得数据信息不准确。

交流伺服驱动系统在控制伺服电机的运转状况中，存在的干扰管理没有考虑多维特征，管理效率较低的问题，造成伺服电机的运转性能控制差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多功能交流伺服驱动系统及驱动方法。

本发明是这样实现的，一种多功能交流伺服驱动方法，包括：

通过干扰滤波器对电源外来的电压干扰信号进行处理；电压干扰信号处理中，干扰滤波器集成的干扰滤波器有载分接头模糊控制器FOC以电源的最大电压V_s,max和最小电压V_s,min为输入，实时调整ΔV使V_s,max和V_s,min在正常允许范围内，从而保证所有电源电压都在正常范围内，具体包括：输入变量均划分为三个模糊子集：V_s,max正常(N)、高(H)、很高(VH)，V_s,min很低(VL)、低(L)、正常(N)，隶属度函数采用三角形函数和梯形函数，输出变量ΔV划分为5个模糊子集：NB(负大)、NS(负小)、ZE(零)、PS(正小)、PB(正大)，每个子集均为单值模糊集，取值分别为-2，-1，0，1，2；建立模糊控制规则；模糊推理：采用Mamdani推理方法，先由控制规则确定输入输出的模糊关系，然后采用模糊合成运算由实际的模糊输入推理得到模糊输出；去模糊精确化处理：模糊推理得到控制变量的模糊值后，采取面积重心法去模糊求得控制变量的精确值；归一化处理：为了使控制器FOC输出在规定论域内，比例因子K_c取ΔV_max/2，其中ΔV_max为预期的最大电压偏离值；

通过噪音滤波器对外部电源进行噪音滤波处理；噪音滤波器通过集成的感知设备在独立的采样周期内对目标信号x(t)进行采集，并用A/D方式对信号进行数字量化；然后，对量化后的信号x(i)进行降维；最后，对降维后的信号进行重构；其中t为采样时刻，i为量化后的信号排序；对量化后的信号进行降维，具体是对量化后的信号通过有限脉冲响应滤波器的差分方程i＝1,…,M，其中h(0),…,h(L-1)为滤波器系数，设计基于滤波的压缩感知信号采集框架，构造如下托普利兹测量矩阵：

则观测i＝1,…,M，其中b₁,…,b_L看作滤波器系数；子矩阵Φ_FT的奇异值是格拉姆矩阵G(Φ_F,T)＝Φ′_FTΦ_FT特征值的算术根，验证G(ΦF,T)的所有特征值λi∈(1-δ_K,1+δ_K),i＝1,…,T，则Φ_F满足RIP，并通过求解最优化问题来重构原信号；

通过电抗器对电源的高次谐波进行处理；

通过DSP数字信号处理器配合PLC控制器进行电源外来的干扰信号、噪音信号、高次谐波信号综合调控；

通过编码器接口对电机接口处综合调控的信号进行编码，控制伺服电机的运转状况；对电机接口处综合调控的信号进行编码中，选取若干个干扰信号的特征参数CP，包括无线信号的频率F、时间T、对于观测点空域角度Θ、极化方向Γ、以及编码方式C，并将参数作为坐标轴建立多维坐标系，对于坐标系的各个坐标轴，分别根据各个干扰特征参数的分辨率确定对应坐标轴的单位量，基于坐标系建立多维特征参数的空间模型,定义为干扰空间：HS_I＝SPACE(CP₁,CP₂…CP_N)，在此干扰空间中的任意一个矢量由坐标进行表示：

其中CP_i为矢量在干扰空间中某一维度的坐标，是对于特征参量CP_i的具体取值，对于单模的干扰信号，在干扰空间中表示为一个单一矢量：

对于多模的干扰信号，即干扰信号的一个或者数个特征参数表现为具有多值特性，在干扰空间中使用干扰特征矢量的集合表示：

所述在选取的若干个干扰信号特征参数之前需要确定干扰信号和参照信号在无线信号领域上的物理参数，包括无线信号的频率F、时间T、对于观测点空域角度Θ、极化方向Γ、以及编码方式C；

用特征参数作为坐标轴建立空间坐标系，定义的干扰空间为：

HS_I＝SPACE(F,T,Θ,Γ,C)；

干扰空间中的任意一个矢量由干扰特征空间中的坐标进行表示：

其中的f，t，θ，γ，c分别是对应于各个维度的坐标值；

对于单模的干扰信号，在干扰空间中表示为一个单一矢量：

其中的f，t，θ，γ，c分别是对应于各个维度的坐标值。

进一步，干扰滤波器集成的无功功率模糊控制器FQC输入为干扰滤波器所连馈线的电压最大值V_f,max和最小值V_f,min，输出为ΔV_F，然后通过积分器输出V_F馈线电压参考值，具体包括：

建立模块模糊控制规则；

引入电压关于无功功率的灵敏度因子K_Q，该因子正比于灵敏度S_VQ(i,j)，其中，i为干扰滤波器的本地母线编号，j为馈线上电压最大或最小的电源电压编号，而电压灵敏度矩阵由如下离线的配电网潮流计算式中的雅可比矩阵取逆得到

式中，ΔV、Δθ分别为节点电压的幅值变化量、相角变化量，ΔP、ΔQ分别为注入节点的有功功率变化量、无功功率变化量，S_θP、S_θQ、S_VP、S_VQ分别为节点电压相角关于注入节点有功功率的灵敏度、节点电压相角关于注入节点无功功率的灵敏度、节点电压幅值关于注入节点有功功率的灵敏度、节点电压幅值关于注入节点无功功率的灵敏度；

干扰滤波器的无功功率限定值由下式决定：

其中，

式中，P_{干扰滤波器i}、S_{干扰滤波器i}、λ_{干扰滤波器i}、V_INVi、V_INVi ^max、V_{干扰滤波器i}、X_i分别为母线i处干扰滤波器的有功功率、额定容量、功率因数、干扰滤波器逆变器的电压及其最大值、干扰滤波器并网节点PCC的电压、包括干扰滤波器并网变压器和滤波器的总电抗；

当某馈线V_f,max或V_f,min越限时，FQC启动，增加或减小ΔV_F，馈线上所有干扰滤波器根据电压灵敏度向系统注入无功功率，使馈线电压恢复到正常水平。

进一步，干扰滤波器的有功功率消减模糊控制器FPC有两个输入变量和一个输出变量，输入变量ΔV_sys和ΔV_{干扰滤波器i} ^max分别为：

ΔV_sys＝V_s,max-V_s,min；ΔV_{,干扰滤波器i} ^max＝V_{干扰滤波器}(i)-V_Upp

式中，V_{干扰滤波器}(i)、V_Upp分别为干扰滤波器并网节点的电压、电压上限值。

输入变量ΔV_sys和ΔV_{干扰滤波器i} ^max均有三个模糊子集，三个模糊子集定义为：正常(N)、高(H)、很高(VH)，隶属度函数采用梯形函数和三角函数，输出变量β_i划分为5个单值模糊子集：U(很高)、H(高)、M(中)、L(低)、ZE(零)，每个子集均为模糊集，取值分别为1，0.75，0.5，0.25，0；有功功率消减仅用于最大电压等于V_s,max的馈线上干扰滤波器单元，引入电压关于有功功率的灵敏度因子K_P，该因子正比于灵敏度S_VP(i,j)按公式进行计算，FPC的输出变量β_i乘以灵敏度因子K_P后得到干扰滤波器(i)的有功功率消减因子γ_i；γ_i再乘以的干扰滤波器(i)原有功功率整定值P⁰ _{干扰滤波器}(i)便得到有功功率的当前整定值P_{干扰滤波器i} ^pref。

进一步，噪音滤波器对外部电源进行噪音滤波处理中，针对噪音实际压缩信号的采集，则修改Φ_F为如下形式：

如果信号在变换基矩阵Ψ上具有稀疏性，则通过求解最优化问题，精确重构出原信号；其中Φ与Ψ不相关，Ξ称为CS矩阵。

进一步，干扰信号为多模信号，即干扰信号的一个或者数个特征参数表现为具有多值特性，在干扰空间中使用干扰特征矢量的集合表示：

在干扰空间中是个矢量集合，代表的是一个满足一定区间约束条件的子空间区域。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述多功能交流伺服驱动方法的计算机程序。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述多功能交流伺服驱动方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的多功能交流伺服驱动方法。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述多功能交流伺服驱动方法的多功能交流伺服驱动系统，所述多功能交流伺服驱动系统设置有：

机箱；

所述机箱下方嵌接由触摸屏，所述触摸屏下方嵌接由网线接口，所述网线接口下端嵌接有上机位控制器接口、编码器接口，所述编码器接口右端嵌接由连接板，连接板下端通过导线连接有接地线，所述连接板通过导线依次连接电抗器、噪音滤波器、断路保护器、干扰滤波器、电源接入端；

所述机箱内卡接有PLC控制器、DSP数字信号处理器。

进一步，所述DSP数字信号处理器通过导线连接PLC控制器，PLC控制器通过导线连接触摸屏；机箱右端嵌接有电机接口，电机接口通过导线连接DSP数字信号处理器；

所述触摸屏下端键接有控制按钮，控制按钮通过导线连接DSP数字信号处理器；

所述网线接口为RJ45接口，网线接口通过导线连接DSP数字信号处理器，网线接口、编码器接口通过导线连接DSP数字信号处理器。

本发明的优点及积极效果为：

本发明由DSP数字信号处理器控制，配合PLC控制器可进行触屏操作，可外接网线传输数据，也可与上机位进行连接；可对外部电源进行滤波，很好的防止来自电源的外来干扰，具有过流保护性能，可降低电源的高低谐波。

本发明电压干扰信号处理中，干扰滤波器集成的干扰滤波器有载分接头模糊控制器FOC以电源的最大电压V_s,max和最小电压V_s,min为输入，实时调整ΔV使V_s,max和V_s,min在正常允许范围内，从而保证所有电源电压都在正常范围内，具体包括：输入变量均划分为三个模糊子集：V_s,max正常(N)、高(H)、很高(VH)，V_s,min很低(VL)、低(L)、正常(N)，隶属度函数采用三角形函数和梯形函数，输出变量ΔV划分为5个模糊子集：NB(负大)、NS(负小)、ZE(零)、PS(正小)、PB(正大)，每个子集均为单值模糊集，取值分别为-2，-1，0，1，2；建立模糊控制规则；可获得准确的处理数据信息。为后序的处理提供依据。

本发明的噪音滤波器通过集成的感知设备在独立的采样周期内对目标信号x(t)进行采集，并用A/D方式对信号进行数字量化；然后，对量化后的信号x(i)进行降维；最后，对降维后的信号进行重构；其中t为采样时刻，i为量化后的信号排序；对量化后的信号进行降维，具体是对量化后的信号通过有限脉冲响应滤波器的差分方程i＝1,…,M，其中h(0),…,h(L-1)为滤波器系数，设计基于滤波的压缩感知信号采集框架，构造如下托普利兹测量矩阵，可获得准确的去除噪音的信号。

本发明通过编码器接口对电机接口处综合调控的信号进行编码，控制伺服电机的运转状况；对电机接口处综合调控的信号进行编码中，选取若干个干扰信号的特征参数CP，包括无线信号的频率F、时间T、对于观测点空域角度Θ、极化方向Γ、以及编码方式C，并将参数作为坐标轴建立多维坐标系，对于坐标系的各个坐标轴，分别根据各个干扰特征参数的分辨率确定对应坐标轴的单位量，基于坐标系建立多维特征参数的空间模型,可提升伺服电机的运转状况控制性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的多功能交流伺服驱动系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的PLC控制器、DSP数字信号处理器的结构示意图；

图中：1、机箱；2、触摸屏；3、控制按钮；4、网线接口；5、上机位控制器接口；6、编码器接口；7、连接板；8、接地线；9、电抗器；10、噪音滤波器；11、断路保护器；12、干扰滤波器；13、电源输入端；14、电机接口；15、PLC控制器；16、DSP数字信号处理器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的多功能交流伺服驱动器包括：机箱1、触摸屏2、控制按钮3、网线接口4、上机位控制器接口5、编码器接口6、连接板7、接地线8、电抗器9、噪音滤波器10、断路保护器11、干扰滤波器12、电源输入端13、电机接口14、PLC控制器15、DSP数字信号处理器16。

所述机箱1下方嵌接由触摸屏2，所述触摸屏2下方嵌接由网线接口4，所述网线接口4下端嵌接有上机位控制器接口5、编码器接口6，所述编码器接口6右端嵌接由连接板7，连接板7下端通过导线连接有接地线8，所述连接板7通过导线依次连接电抗器9、噪音滤波器10、断路保护器11、干扰滤波器12、电源接入端13；

所述机箱1内卡接有PLC控制器15、DSP数字信号处理器16。

DSP数字信号处理器16通过导线连接PLC控制器15，PLC控制器15通过导线连接触摸屏2；机箱右端嵌接有电机接口14，电机接口14通过导线连接DSP数字信号处理器16。触摸屏2下端键接有控制按钮3，控制按钮3通过导线连接DSP数字信号处理器16。网线接口4为RJ45接口，网线接口4通过导线连接DSP数字信号处理器16，网线接口4、编码器接口6通过导线连接DSP数字信号处理器16。

本发明的工作原理：电源接入端13的干扰滤波器12可防止电源外来的干扰，断路保护器11可在电流过大时断开电流，对内部电路起到保护作用，噪音滤波器10可对外部电源进行滤波，降低驱动器的噪音干扰，电抗器9可降低电源的高次谐波，使得电机驱动更加平稳。配合接地线8可防止机箱1连电对工作人员带来伤害。

通过电机接口14连接伺服电机后，通过DSP数字信号处理器16对本装置进行综合调控，由PLC控制器配合，进而可通过触摸屏2对DSP数字信号处理器16进行控制；网线接口4可通过RJ45网线连接路由器进行数据传输，通过上机位控制器接口5可连接上机位进行更快捷的操控。编码器接口6可对电机接口14处编码，初步控制伺服电机的运转状况。

下面结合具体分析对本发明作进一步描述。

本发明实施例提供的多功能交流伺服驱动方法，包括：

通过干扰滤波器对电源外来的电压干扰信号进行处理；电压干扰信号处理中，干扰滤波器集成的干扰滤波器有载分接头模糊控制器FOC以电源的最大电压V_s,max和最小电压V_s,min为输入，实时调整ΔV使V_s,max和V_s,min在正常允许范围内，从而保证所有电源电压都在正常范围内，具体包括：输入变量均划分为三个模糊子集：V_s,max正常(N)、高(H)、很高(VH)，V_s,min很低(VL)、低(L)、正常(N)，隶属度函数采用三角形函数和梯形函数，输出变量ΔV划分为5个模糊子集：NB(负大)、NS(负小)、ZE(零)、PS(正小)、PB(正大)，每个子集均为单值模糊集，取值分别为-2，-1，0，1，2；建立模糊控制规则；模糊推理：采用Mamdani推理方法，先由控制规则确定输入输出的模糊关系，然后采用模糊合成运算由实际的模糊输入推理得到模糊输出；去模糊精确化处理：模糊推理得到控制变量的模糊值后，采取面积重心法去模糊求得控制变量的精确值；归一化处理：为了使控制器FOC输出在规定论域内，比例因子K_c取ΔV_max/2，其中ΔV_max为预期的最大电压偏离值；

通过噪音滤波器对外部电源进行噪音滤波处理；噪音滤波器通过集成的感知设备在独立的采样周期内对目标信号x(t)进行采集，并用A/D方式对信号进行数字量化；然后，对量化后的信号x(i)进行降维；最后，对降维后的信号进行重构；其中t为采样时刻，i为量化后的信号排序；对量化后的信号进行降维，具体是对量化后的信号通过有限脉冲响应滤波器的差分方程i＝1,…,M，其中h(0),…,h(L-1)为滤波器系数，设计基于滤波的压缩感知信号采集框架，构造如下托普利兹测量矩阵：

则观测i＝1,…,M，其中b₁,…,b_L看作滤波器系数；子矩阵Φ_FT的奇异值是格拉姆矩阵G(Φ_F,T)＝Φ′_FTΦ_FT特征值的算术根，验证G(ΦF,T)的所有特征值λi∈(1-δ_K,1+δ_K),i＝1,…,T，则Φ_F满足RIP，并通过求解最优化问题来重构原信号；

通过电抗器对电源的高次谐波进行处理；

通过DSP数字信号处理器配合PLC控制器进行电源外来的干扰信号、噪音信号、高次谐波信号综合调控；

通过编码器接口对电机接口处综合调控的信号进行编码，控制伺服电机的运转状况；对电机接口处综合调控的信号进行编码中，选取若干个干扰信号的特征参数CP，包括无线信号的频率F、时间T、对于观测点空域角度Θ、极化方向Γ、以及编码方式C，并将参数作为坐标轴建立多维坐标系，对于坐标系的各个坐标轴，分别根据各个干扰特征参数的分辨率确定对应坐标轴的单位量，基于坐标系建立多维特征参数的空间模型,定义为干扰空间：HS_I＝SPACE(CP₁,CP₂…CP_N)，在此干扰空间中的任意一个矢量由坐标进行表示：

其中CP_i为矢量在干扰空间中某一维度的坐标，是对于特征参量CP_i的具体取值，对于单模的干扰信号，在干扰空间中表示为一个单一矢量：

对于多模的干扰信号，即干扰信号的一个或者数个特征参数表现为具有多值特性，在干扰空间中使用干扰特征矢量的集合表示：

所述在选取的若干个干扰信号特征参数之前需要确定干扰信号和参照信号在无线信号领域上的物理参数，包括无线信号的频率F、时间T、对于观测点空域角度Θ、极化方向Γ、以及编码方式C；

用特征参数作为坐标轴建立空间坐标系，定义的干扰空间为：

HS_I＝SPACE(F,T,Θ,Γ,C)；

干扰空间中的任意一个矢量由干扰特征空间中的坐标进行表示：

其中的f，t，θ，γ，c分别是对应于各个维度的坐标值；

对于单模的干扰信号，在干扰空间中表示为一个单一矢量：

其中的f，t，θ，γ，c分别是对应于各个维度的坐标值。

干扰滤波器集成的无功功率模糊控制器FQC输入为干扰滤波器所连馈线的电压最大值V_f,max和最小值V_f,min，输出为ΔV_F，然后通过积分器输出V_F馈线电压参考值，具体包括：

建立模块模糊控制规则；

引入电压关于无功功率的灵敏度因子K_Q，该因子正比于灵敏度S_VQ(i,j)，其中，i为干扰滤波器的本地母线编号，j为馈线上电压最大或最小的电源电压编号，而电压灵敏度矩阵由如下离线的配电网潮流计算式中的雅可比矩阵取逆得到

式中，ΔV、Δθ分别为节点电压的幅值变化量、相角变化量，ΔP、ΔQ分别为注入节点的有功功率变化量、无功功率变化量，S_θP、S_θQ、S_VP、S_VQ分别为节点电压相角关于注入节点有功功率的灵敏度、节点电压相角关于注入节点无功功率的灵敏度、节点电压幅值关于注入节点有功功率的灵敏度、节点电压幅值关于注入节点无功功率的灵敏度；

干扰滤波器的无功功率限定值由下式决定：

其中，

式中，P_{干扰滤波器i}、S_{干扰滤波器i}、λ_{干扰滤波器i}、V_INVi、V_INVi ^max、V_{干扰滤波器i}、X_i分别为母线i处干扰滤波器的有功功率、额定容量、功率因数、干扰滤波器逆变器的电压及其最大值、干扰滤波器并网节点PCC的电压、包括干扰滤波器并网变压器和滤波器的总电抗；

当某馈线V_f,max或V_f,min越限时，FQC启动，增加或减小ΔV_F，馈线上所有干扰滤波器根据电压灵敏度向系统注入无功功率，使馈线电压恢复到正常水平。

干扰滤波器的有功功率消减模糊控制器FPC有两个输入变量和一个输出变量，输入变量ΔV_sys和ΔV_{干扰滤波器i} ^max分别为：

ΔV_sys＝V_s,max-V_s,min；ΔV_{,干扰滤波器i} ^max＝V_{干扰滤波器}(i)-V_Upp

式中，V_{干扰滤波器}(i)、V_Upp分别为干扰滤波器并网节点的电压、电压上限值。

输入变量ΔV_sys和ΔV_{干扰滤波器i} ^max均有三个模糊子集，三个模糊子集定义为：正常(N)、高(H)、很高(VH)，隶属度函数采用梯形函数和三角函数，输出变量β_i划分为5个单值模糊子集：U(很高)、H(高)、M(中)、L(低)、ZE(零)，每个子集均为模糊集，取值分别为1，0.75，0.5，0.25，0；有功功率消减仅用于最大电压等于V_s,max的馈线上干扰滤波器单元，引入电压关于有功功率的灵敏度因子K_P，该因子正比于灵敏度S_VP(i,j)按公式进行计算，FPC的输出变量β_i乘以灵敏度因子K_P后得到干扰滤波器(i)的有功功率消减因子γ_i；γ_i再乘以的干扰滤波器(i)原有功功率整定值P⁰ _{干扰滤波器}(i)便得到有功功率的当前整定值P_{干扰滤波器i} ^pref。

噪音滤波器对外部电源进行噪音滤波处理中，针对噪音实际压缩信号的采集，则修改Φ_F为如下形式：

如果信号在变换基矩阵Ψ上具有稀疏性，则通过求解最优化问题，精确重构出原信号；其中Φ与Ψ不相关，Ξ称为CS矩阵。

干扰信号为多模信号，即干扰信号的一个或者数个特征参数表现为具有多值特性，在干扰空间中使用干扰特征矢量的集合表示：

在干扰空间中是个矢量集合，代表的是一个满足一定区间约束条件的子空间区域。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种多功能交流伺服驱动方法，其特征在于，所述多功能交流伺服驱动方法包括：

通过干扰滤波器对电源外来的电压干扰信号进行处理；电压干扰信号处理中，干扰滤波器集成的干扰滤波器有载分接头模糊控制器FOC以电源的最大电压V_s,max和最小电压V_s,min为输入，实时调整ΔV使V_s,max和V_s,min在正常允许范围内，从而保证所有电源电压都在正常范围内，具体包括：输入变量均划分为三个模糊子集：V_s,max正常(N)、高(H)、很高(VH)，V_s,min很低(VL)、低(L)、正常(N)，隶属度函数采用三角形函数和梯形函数，输出变量ΔV划分为5个模糊子集：NB(负大)、NS(负小)、ZE(零)、PS(正小)、PB(正大)，每个子集均为单值模糊集，取值分别为-2，-1，0，1，2；建立模糊控制规则；模糊推理：采用Mamdani推理方法，先由控制规则确定输入输出的模糊关系，然后采用模糊合成运算由实际的模糊输入推理得到模糊输出；去模糊精确化处理：模糊推理得到控制变量的模糊值后，采取面积重心法去模糊求得控制变量的精确值；归一化处理：为了使控制器FOC输出在规定论域内，比例因子K_c取ΔV_max/2，其中ΔV_max为预期的最大电压偏离值；

通过噪音滤波器对外部电源进行噪音滤波处理；噪音滤波器通过集成的感知设备在独立的采样周期内对目标信号x(t)进行采集，并用A/D方式对信号进行数字量化；然后，对量化后的信号x(i)进行降维；最后，对降维后的信号进行重构；其中t为采样时刻，i为量化后的信号排序；对量化后的信号进行降维，具体是对量化后的信号通过有限脉冲响应滤波器的差分方程其中h(0),…,h(L-1)为滤波器系数，设计基于滤波的压缩感知信号采集框架，构造如下托普利兹测量矩阵：

则观测其中b₁,…,b_L看作滤波器系数；子矩阵Φ_FT的奇异值是格拉姆矩阵G(Φ_F,T)＝Φ′_FTΦ_FT特征值的算术根，验证G(ΦF,T)的所有特征值λi∈(1-δ_K,1+δ_K),i＝1,…,T，则Φ_F满足RIP，并通过求解最优化问题来重构原信号；

通过电抗器对电源的高次谐波进行处理；

通过DSP数字信号处理器配合PLC控制器进行电源外来的干扰信号、噪音信号、高次谐波信号综合调控；

通过编码器接口对电机接口处综合调控的信号进行编码，控制伺服电机的运转状况；对电机接口处综合调控的信号进行编码中，选取若干个干扰信号的特征参数CP，包括无线信号的频率F、时间T、对于观测点空域角度Θ、极化方向Γ、以及编码方式C，并将参数作为坐标轴建立多维坐标系，对于坐标系的各个坐标轴，分别根据各个干扰特征参数的分辨率确定对应坐标轴的单位量，基于坐标系建立多维特征参数的空间模型,定义为干扰空间：HS_I＝SPACE(CP₁,CP₂…CP_N)，在此干扰空间中的任意一个矢量由坐标进行表示：

其中CP_i为矢量在干扰空间中某一维度的坐标，是对于特征参量CP_i的具体取值，对于单模的干扰信号，在干扰空间中表示为一个单一矢量：

对于多模的干扰信号，即干扰信号的一个或者数个特征参数表现为具有多值特性，在干扰空间中使用干扰特征矢量的集合表示：

所述在选取的若干个干扰信号特征参数之前需要确定干扰信号和参照信号在无线信号领域上的物理参数，包括无线信号的频率F、时间T、对于观测点空域角度Θ、极化方向Γ、以及编码方式C；

用特征参数作为坐标轴建立空间坐标系，定义的干扰空间为：

HS_I＝SPACE(F,T,Θ,Γ,C)；

干扰空间中的任意一个矢量由干扰特征空间中的坐标进行表示：

其中的f，t，θ，γ，c分别是对应于各个维度的坐标值；

对于单模的干扰信号，在干扰空间中表示为一个单一矢量：

其中的f，t，θ，γ，c分别是对应于各个维度的坐标值。

2.如权利要求1所述的多功能交流伺服驱动方法，其特征在于，

干扰滤波器集成的无功功率模糊控制器FQC输入为干扰滤波器所连馈线的电压最大值V_f,max和最小值V_f,min，输出为ΔV_F，然后通过积分器输出V_F馈线电压参考值，具体包括：

建立模块模糊控制规则；

引入电压关于无功功率的灵敏度因子K_Q，该因子正比于灵敏度S_VQ(i,j)，其中，i为干扰滤波器的本地母线编号，j为馈线上电压最大或最小的电源电压编号，而电压灵敏度矩阵由如下离线的配电网潮流计算式中的雅可比矩阵取逆得到

式中，ΔV、Δθ分别为节点电压的幅值变化量、相角变化量，ΔP、ΔQ分别为注入节点的有功功率变化量、无功功率变化量，S_θP、S_θQ、S_VP、S_VQ分别为节点电压相角关于注入节点有功功率的灵敏度、节点电压相角关于注入节点无功功率的灵敏度、节点电压幅值关于注入节点有功功率的灵敏度、节点电压幅值关于注入节点无功功率的灵敏度；

干扰滤波器的无功功率限定值由下式决定：

其中，

式中，P_{干扰滤波器i}、S_{干扰滤波器i}、λ_{干扰滤波器i}、V_INVi、V_INVi ^max、V_{干扰滤波器i}、X_i分别为母线i处干扰滤波器的有功功率、额定容量、功率因数、干扰滤波器逆变器的电压及其最大值、干扰滤波器并网节点PCC的电压、包括干扰滤波器并网变压器和滤波器的总电抗；

当某馈线V_f,max或V_f,min越限时，FQC启动，增加或减小ΔV_F，馈线上所有干扰滤波器根据电压灵敏度向系统注入无功功率，使馈线电压恢复到正常水平。

3.如权利要求1所述的多功能交流伺服驱动方法，其特征在于，

干扰滤波器的有功功率消减模糊控制器FPC有两个输入变量和一个输出变量，输入变量ΔV_sys和ΔV_{干扰滤波器i} ^max分别为：

ΔV_sys＝V_s,max-V_s,min；ΔV_{,干扰滤波器i} ^max＝V_{干扰滤波器}(i)-V_Upp

式中，V_{干扰滤波器}(i)、V_Upp分别为干扰滤波器并网节点的电压、电压上限值。

输入变量ΔV_sys和ΔV_{干扰滤波器i} ^max均有三个模糊子集，三个模糊子集定义为：正常(N)、高(H)、很高(VH)，隶属度函数采用梯形函数和三角函数，输出变量β_i划分为5个单值模糊子集：U(很高)、H(高)、M(中)、L(低)、ZE(零)，每个子集均为模糊集，取值分别为1，0.75，0.5，0.25，0；有功功率消减仅用于最大电压等于V_s,max的馈线上干扰滤波器单元，引入电压关于有功功率的灵敏度因子K_P，该因子正比于灵敏度S_VP(i,j)按公式进行计算，FPC的输出变量β_i乘以灵敏度因子K_P后得到干扰滤波器(i)的有功功率消减因子γ_i；γ_i再乘以的干扰滤波器(i)原有功功率整定值P⁰ _{干扰滤波器}(i)便得到有功功率的当前整定值P_{干扰滤波器i} ^pref。

4.如权利要求1所述的多功能交流伺服驱动方法，其特征在于，

噪音滤波器对外部电源进行噪音滤波处理中，针对噪音实际压缩信号的采集，则修改Φ_F为如下形式：

如果信号在变换基矩阵Ψ上具有稀疏性，则通过求解最优化问题，精确重构出原信号；其中Φ与Ψ不相关，Ξ称为CS矩阵。

5.如权利要求1所述的多功能交流伺服驱动方法，其特征在于，

干扰信号为多模信号，即干扰信号的一个或者数个特征参数表现为具有多值特性，在干扰空间中使用干扰特征矢量的集合表示：

在干扰空间中是个矢量集合，代表的是一个满足一定区间约束条件的子空间区域。

6.一种实现权利要求1～5任意一项所述多功能交流伺服驱动方法的计算机程序。

7.一种实现权利要求1～5任意一项所述多功能交流伺服驱动方法的信息数据处理终端。

8.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-5任意一项所述的多功能交流伺服驱动方法。

9.一种实现权利要求1项所述多功能交流伺服驱动方法的多功能交流伺服驱动系统，其特征在于，所述多功能交流伺服驱动系统设置有：

机箱；

所述机箱下方嵌接由触摸屏，所述触摸屏下方嵌接由网线接口，所述网线接口下端嵌接有上机位控制器接口、编码器接口，所述编码器接口右端嵌接由连接板，连接板下端通过导线连接有接地线，所述连接板通过导线依次连接电抗器、噪音滤波器、断路保护器、干扰滤波器、电源接入端；

所述机箱内卡接有PLC控制器、DSP数字信号处理器。

10.如权利要求9所述多功能交流伺服驱动系统，其特征在于，所述DSP数字信号处理器通过导线连接PLC控制器，PLC控制器通过导线连接触摸屏；机箱右端嵌接有电机接口，电机接口通过导线连接DSP数字信号处理器；

所述触摸屏下端键接有控制按钮，控制按钮通过导线连接DSP数字信号处理器；

所述网线接口为RJ45接口，网线接口通过导线连接DSP数字信号处理器，网线接口、编码器接口通过导线连接DSP数字信号处理器。