CN109639111A

CN109639111A - 一种变频器的控制方法、系统、设备及存储介质

Info

Publication number: CN109639111A
Application number: CN201811565428.5A
Authority: CN
Inventors: 石超
Original assignee: Shenzhen Invt Electric Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Invt Electric Co Ltd
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2019-04-16

Abstract

本发明公开了一种变频器的控制方法，包括：当被控目标量的反馈值达到第一设定值时，将变频器采用的闭环自动控制算法的目标值设定为第一设定值；将闭环自动控制算法的当前目标值增加预设步长n；当更新后的目标值不大于目标给定值F时，则基于闭环自动控制算法调整变频器，并在检测到被控目标量的反馈值大于跳转值时，返回执行更新目标值的操作；跳转值＝闭环自动控制算法的当前目标值‑预设阈值m；当更新后的目标值大于目标给定值F时，将目标值设置为目标设定值F并调整变频器。应用本申请的方法，可以有效地对变频器进行控制，降低被控目标量的超调情况。本申请还公开了一种变频器的控制系统、设备及存储介质，具有相应效果。

Description

一种变频器的控制方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种变频器的控制方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

变频器可以对电机的频率进行调整，进而使得被控目标量的数值发生变化。在现有技术中，通常采用的是闭环自动控制的方法进行电机的频率调节，即设定了闭环自动控制算法的目标值之后，使得被控目标量的数值最终稳定在闭环自动控制算法给定的目标值附近。

在闭环自动控制的过程中，被控目标量的数值趋于稳定之前会动态变化，而在部分场合中，被控目标量的惯性较大，就会使得超调过多，进而容易出现设备故障的情况。例如在进行水压的控制时，由于水压变化较慢，变频器会控制电机频率一直处于最大的输出频率，当水压超过给定的目标值时，根据闭环自动控制算法的原理，变频器降低电机频率以达到降低水压的目的。由于水压变化较慢，便容易超调过多，即管道水压较长时间超出了目标值，降低管道使用寿命，甚至出现管道被破坏的情况。

综上所述，如何有效地对变频器进行控制，降低被控目标量的超调情况，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种变频器的控制方法、系统、设备及存储介质，以有效地对变频器进行控制，降低被控目标量的超调情况，。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种变频器的控制方法，包括：

在变频器启动之后，当检测到被控目标量的反馈值达到第一设定值时，将所述变频器采用的闭环自动控制算法的目标值设定为所述第一设定值；

将所述闭环自动控制算法的当前的目标值增加预设步长n，作为更新后的所述闭环自动控制算法的目标值；

判断更新后的所述闭环自动控制算法的目标值是否大于等于目标给定值F；

若否，则基于所述闭环自动控制算法调整所述变频器，并在检测到所述被控目标量的反馈值大于预设的跳转值时，返回执行所述将所述闭环自动控制算法中的当前的目标值增加预设步长n，作为更新后的所述闭环自动控制算法的目标值的操作；其中，所述跳转值＝所述闭环自动控制算法的当前目标值-预设阈值m；

若是，则将所述闭环自动控制算法的目标值设置为所述目标设定值F，并基于目标值为所述目标设定值F的所述闭环自动控制算法调整所述变频器。

优选的，所述闭环自动控制算法为PID算法。

优选的，所述被控目标量为水压或者气压。

优选的，在所述变频器启动之后，在所述检测到被控目标量的反馈值达到第一设定值之前，所述变频器控制电机的运行过程包括：

所述变频器控制电机按照预设的固定频率持续运行。

优选的，在所述将所述变频器采用的闭环自动控制算法的目标值设定为所述第一设定值之后，所述将所述闭环自动控制算法的当前的目标值增加预设步长n之前，还包括：

将所述固定频率保存至所述PID算法的积分环节。

优选的，还包括：

当检测到所述被控目标量的反馈值持续大于等于预设报警阈值，且持续时长大于等于预设的第一时长时，输出提示信息。

一种变频器的控制系统，包括：

初始启动控制模块，用于在变频器启动之后，当检测到被控目标量的反馈值达到第一设定值时，将所述变频器采用的闭环自动控制算法的目标值设定为所述第一设定值；

步长更新模块，用于将所述闭环自动控制算法的当前的目标值增加预设步长n，作为更新后的所述闭环自动控制算法的目标值；

判断模块，用于判断更新后的所述闭环自动控制算法的目标值是否大于等于目标给定值F；若否，则执行第一控制模块，若是，则执行第二控制模块；

所述第一控制模块，用于基于所述闭环自动控制算法调整所述变频器，并在检测到所述被控目标量的反馈值大于预设的跳转值时，触发所述步长更新模块；其中，所述跳转值＝所述闭环自动控制算法的当前目标值-预设阈值m；

所述第二控制模块，用于将所述闭环自动控制算法的目标值设置为所述目标设定值F，并基于目标值为所述目标设定值F的所述闭环自动控制算法调整所述变频器。

优选的，所述闭环自动控制算法为PID算法。

一种变频器的控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述任一项所述的变频器的控制方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的变频器的控制方法的步骤。

应用本发明实施例所提供的技术方案，通过不断增加闭环自动控制算法的目标值，最终闭环自动控制算法的目标值达到目标设定值F的方式降低超调量。具体的，在变频器启动之后，当检测到被控目标量的反馈值达到第一设定值时，将变频器采用的闭环自动控制算法的目标值设定为第一设定值，该第一设定值即为闭环自动控制算法的目标值的初始值。之后，将闭环自动控制算法的目标值进行更新，即增加预设步长n。当更新后的闭环自动控制算法的目标值不大于目标给定值F时，按照更新后的闭环自动控制算法的目标值进行变频器的控制，随着被控目标量的反馈值的增加，当反馈值大于预设的跳转值时，继续将闭环自动控制算法的目标值增加预设步长n。由于闭环自动控制算法是基于目标值与被控目标量的反馈值之间的偏差进行变频器的控制，当偏差越大时，闭环控制算法对于变频器的控制会使得被控目标量的变化越大。而本申请中，通过逐步增加的闭环自动控制算法的目标值的设计，使得在每次更新闭环自动控制算法的目标值后，偏差值都较小，因此使得被控目标量逐渐变化，超调的程度也就较低。因此，本申请的方案可以有效地对变频器进行控制，降低被控目标量的超调情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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。

图1为本发明中一种变频器的控制方法的实施流程图；

图2为本发明中一种变频器的控制系统的结构示意图；

图3为本发明中一种变频器的控制设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种变频器的控制方法，可以有效地对变频器进行控制，降低被控目标量的超调情况。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明中一种变频器的控制方法的实施流程图，该方法可以包括以下步骤：

步骤S101：在变频器启动之后，当检测到被控目标量的反馈值达到第一设定值时，将变频器采用的闭环自动控制算法的目标值设定为第一设定值。

变频器启动之后，在被控目标量的反馈值达到第一设定值之前，变频器对于电机的具体控制方式可以根据实际需要进行设定，例如基于闭环自动控制算法进行控制，并且闭环自动控制算法的目标值为目标给定值F。又如，控制电机持续以最大频率运行等等。

第一设定值可以根据实际需要进行选取，但需要说明的是，第一设定值通常需要低于目标给定值F，目标给定值F也就是实际应用中，对于被控目标量的预期值，要求被控目标量最终稳定在该值附近。

随着电机的运行，被控目标量的数值会不断增加，被控目标量的反馈值表示的即为变频器采集到的被控目标量的数值，通常可以是实时采集或者按照预设的采集周期进行采集。当检测到被控目标量的反馈值达到第一设定值时，便将变频器采用的闭环自动控制算法的目标值设定为第一设定值，并且执行步骤S102的操作。

步骤S102：将闭环自动控制算法的当前的目标值增加预设步长n，作为更新后的闭环自动控制算法的目标值。

预设步长n的具体取值可以根据实际情况进行设定，例如根据被控目标量的类别，实际应用中对于调节时间的要求等因素进行调整，并不影响本发明的实施。预设步长n的取值为正，通常，取值越大，方案所需的调节时间越短，本申请描述的调节时间指的是被控目标量从初始状态趋近于最终的稳定状态所需要的调节耗时。预设步长n的取值越小，被控目标量的变化通常就越平稳。

但需要指出的是，在首次更新或者前几次更新时，闭环自动控制算法的目标值通常不会大于目标给定值F，以实现本申请方案的闭环自动控制算法的目标值逐步增加的目的。

在触发步骤S102时，需要将触发时的闭环自动控制算法的目标值，加上预设步长n，作为更新后的闭环自动控制算法的目标值。以第一次更新为例，在第一次执行步骤S102时，更新后的闭环自动控制算法的目标值便等于第一设定值与预设步长n的和。

步骤S103：判断更新后的闭环自动控制算法的目标值是否大于等于目标给定值F。若否，则执行步骤S104，若是，则执行步骤S105。

步骤S104：基于闭环自动控制算法调整变频器，并在检测到被控目标量的反馈值大于预设的跳转值时，返回执行步骤S102；其中，跳转值＝闭环自动控制算法的当前目标值-预设阈值m。

当更新后的闭环自动控制算法的目标值低于目标给定值F时，便基于闭环自动控制算法调整变频器，根据闭环自动控制算法的原理，被控目标量的数值会向着当前闭环自动控制算法的目标值趋近。以第一次执行步骤S104为例，当第一次触发步骤S104时，闭环自动控制算法的目标值为第一设定值与预设步长n的和，被控目标量的反馈值会由第一设定值向着该目标值趋近。

当检测到被控目标量的反馈值大于预设的跳转值时，返回执行步骤S102；其中，跳转值＝闭环自动控制算法的当前目标值-预设阈值m。预设阈值m表示的是在返回步骤S102时的被控目标量的数值与该时刻的闭环自动控制算法的目标值之间的差距。预设阈值m取值为正，并且通常取值越大，方案所需的调节时间越短，取值越小，被控目标量的变化通常就越平稳。当然，预设阈值m的具体取值可以根据实际情况进行设定和调整。

步骤S105：将闭环自动控制算法的目标值设置为目标设定值F，并基于目标值为目标设定值F的闭环自动控制算法调整变频器。

随着被控目标量的反馈值不断增加，通过一次或者多次的闭环自动控制算法的目标值的更新之后，当某一次更新后的闭环自动控制算法的目标值大于等于目标给定值F时，便不再需要更新闭环自动控制算法的目标值，直接将目标设定值F作为闭环自动控制算法的目标值，且基于目标值为目标设定值F的闭环自动控制算法调整变频器即可。

在本发明的一种具体实施方式中，考虑到PID算法简单易懂，应用广泛，本申请的闭环自动控制算法可以选取为PID算法，以方便本申请的实施。此外，本申请的方案，通常适用于惯性较大的被控目标量中，进一步的，被控目标量可以是对于调节时间的要求较低的量，例如可以是管道中的水压，气压，适用于本申请逐步调节的方案。

在本发明的一种具体实施方式中，在变频器启动之后，在检测到被控目标量的反馈值达到第一设定值之前，变频器控制电机的运行过程可以包括：变频器控制电机按照预设的固定频率持续运行。

如前文的描述，变频器启动之后，在被控目标量的反馈值达到第一设定值之前，变频器对于电机的具体控制方式可以根据实际需要进行设定，该种实施方式中，变频器控制电机按照预设的固定频率持续运行，便于程序设定，简单方便，同时被控目标量也不容易变化过快。

进一步的，在将变频器采用的闭环自动控制算法的目标值设定为第一设定值之后，将闭环自动控制算法的当前的目标值增加预设步长n之前，还可以包括：将固定频率保存至PID算法的积分环节。

考虑到变频器控制电机按照预设的固定频率持续运行时，当转入PID算法的初始时刻，闭环自动控制算法对于变频器的控制会使得电机的频率为0，即由0开始进行调节，便会导致电机的频率发生突变。因此，该种实施方式中，将固定频率保存至PID算法的积分环节，使得电机由固定频率转入PID算法进行频率控制时，电机频率是在该固定频率的基础上进行改变，不发生突变。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

当检测到被控目标量的反馈值持续大于等于预设报警阈值，且持续时长大于等于预设的第一时长时，输出提示信息。

考虑到被控目标量的反馈值较长时间过大时，容易损坏相关设备，甚至可能引起事故，因此该种实施方式中，当检测到被控目标量的反馈值持续大于等于预设报警阈值，且持续时长大于等于预设的第一时长时，输出提示信息，以便于该事件能够被工作人员及时注意到，进而及时采取相应措施。第一时长以及报警阈值均可以根据实际需要进行设定和选取。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种变频器的控制系统，下文描述的变频器的控制系统与上文描述的变频器的控制方法可相互对应参照。

参见图2所示，为本发明中一种变频器的控制系统的结构示意图，包括：

初始启动控制模块201，用于在变频器启动之后，当检测到被控目标量的反馈值达到第一设定值时，将变频器采用的闭环自动控制算法的目标值设定为第一设定值；

步长更新模块202，用于将闭环自动控制算法的当前的目标值增加预设步长n，作为更新后的闭环自动控制算法的目标值；

判断模块203，用于判断更新后的闭环自动控制算法的目标值是否大于等于目标给定值F；若否，则执行第一控制模块204，若是，则执行第二控制模块205；

第一控制模块204，用于基于闭环自动控制算法调整变频器，并在检测到被控目标量的反馈值大于预设的跳转值时，触发步长更新模块202；其中，跳转值＝闭环自动控制算法的当前目标值-预设阈值m；

第二控制模块205，用于将闭环自动控制算法的目标值设置为目标设定值F，并基于目标值为目标设定值F的闭环自动控制算法调整变频器。

在本发明的一种具体实施方式中，闭环自动控制算法为PID算法。

在本发明的一种具体实施方式中，被控目标量为水压或者气压。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

频率保存模块，用于在初始启动控制模块201将变频器采用的闭环自动控制算法的目标值设定为第一设定值之后，步长更新模块202将闭环自动控制算法的当前的目标值增加预设步长n之前，将固定频率保存至PID算法的积分环节。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

提示信息输出模块，用于当检测到被控目标量的反馈值持续大于等于预设报警阈值，且持续时长大于等于预设的第一时长时，输出提示信息。

相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种变频器的控制设备以及一种计算机可读存储介质，可与上文相互对应参照。

参见图3所示，为本发明中一种变频器的控制设备的结构示意图，包括：

存储器301，用于存储计算机程序；

处理器302，用于执行计算机程序以实现上述任一实施例中的变频器的控制方法的步骤。

计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的变频器的控制方法的步骤。这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

还需要说明的是，在本文中，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，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种变频器的控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的变频器的控制方法，其特征在于，所述闭环自动控制算法为PID算法。

3.根据权利要求2所述的变频器的控制方法，其特征在于，所述被控目标量为水压或者气压。

4.根据权利要求2所述的变频器的控制方法，其特征在于，在所述变频器启动之后，在所述检测到被控目标量的反馈值达到第一设定值之前，所述变频器控制电机的运行过程包括：

所述变频器控制电机按照预设的固定频率持续运行。

5.根据权利要求4所述的变频器的控制方法，其特征在于，在所述将所述变频器采用的闭环自动控制算法的目标值设定为所述第一设定值之后，所述将所述闭环自动控制算法的当前的目标值增加预设步长n之前，还包括：

将所述固定频率保存至所述PID算法的积分环节。

6.根据权利要求1至5任一项所述的变频器的控制方法，其特征在于，还包括：

7.一种变频器的控制系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的变频器的控制系统，其特征在于，所述闭环自动控制算法为PID算法。

9.一种变频器的控制设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至6任一项所述的变频器的控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的变频器的控制方法的步骤。