一种变频器控制方法、设备及控制系统与流程

本技术涉及变频器控制，具体涉及一种变频器控制方法、设备及控制系统。

背景技术：

1、变频器是把工频电源变换成各种频率的交流电源，以实现电机变速运行的设备。变频器常用于化工、石油天然气和污水处理等领域，以优化电机控制、提高能效和提升生产效率。因此，变频器的稳定、精准控制在实际应用中至关重要。

2、abb变频器因其高可靠性、高效节能和良好安全性的优点，在工业设备中得到了广泛应用。abb变频器主要采用直接转矩控制（direct torque control，dtc）方式控制电机的磁通和转矩，实现交流电动机的高性能调速。abb变频器通常采用滑膜控制器来降低控制过程中抖振的影响。滑膜控制器中幂次参数的大小会影响变频器的控制效果，然而传统的滑膜控制器中的幂次参数通常为固定值，导致对抖振的控制效果较差，因此在实际生产过程中，需要及时调整幂次参数的大小，以提高变频器控制的准确性。

技术实现思路

1、鉴于以上内容，有必要提供一种变频器控制方法、设备及控制系统，相对于传统的变频器控制方法，在提高对抖振的抑制效果的同时，保持较好的趋近速度，提高变频器控制的准确性：

2、第一方面，本技术实施例提供了一种变频器控制方法，该方法包括以下步骤：

3、实时采集变频器的输入电流数据和输出电流数据；

4、将每预设时间长度作为一个时间段，基于各时间段内输入、输出电流数据的所有峰值与所有谷值的波动情况，以及输入电流、输出电流在时序上的自相关性，并结合输入、输出电流数据在频域上的高频信号的显著性，分别确定各时间段内输入、输出电流数据的异常值；

5、基于各时间段内输入电流数据与输出电流数据之间异常值的差异，以及各时间段内输出电流数据的突变程度，确定各时间段内输出电流数据的异常程度；

6、基于各时间段与其相邻时间段内的所述异常程度，并结合各时间段与其相邻时间段之间输出电流数据的差异，确定各时间段内变频器控制过程中，受电源波动与电磁干扰的影响指数；

7、基于当前时间段内所述影响指数，确定变频器内的滑膜控制器中幂次趋近律在下一时间段内的幂次参数。

8、在其中一种实施例中，所述异常值的确定过程为：

9、将各时间段内输入电流数据的所有峰值和所有谷值按照时序排列，组成峰谷序列；

10、基于各峰谷序列中各数据与其相邻数据之间差异的分布情况，确定各时间段内输入电流数据的峰值与谷值之间的差异值；

11、计算各峰谷序列在各时间延迟下的自相关系数，将各峰谷序列在所有时间延迟下的自相关系数的绝对值的均值，记为自相关均值；

12、获取各时间段内输入电流数据的频谱图中频率的中值，将各频谱图中大于所述中值的所有频率的幅值之和，与各频谱图所有频率的幅值之和的比值，作为各时间段内输入电流数据的高频信号显著性；

13、所述异常值分别与所述差异值、所述高频信号显著性成正比，与所述自相关均值成反比；

14、针对各时间段内的输出电流数据，采用与各时间段内输入电流数据的异常值相同的获取方法，获取各时间段内的输出电流数据的异常值。

15、在其中一种实施例中，所述差异值的确定过程为：

16、分别计算各峰谷序列中各数据与其之前相邻数据之间的差异，记为向前差异；与其之后相邻数据之间的差异，记为向后差异，计算每个数据的所述向前差异与所述向后差异的均值，记为相差均值；

17、将各峰谷序列中所有数据的所述相差均值的累加和，作为各时间段内输入电流数据的峰值与谷值之间的差异值。

18、在其中一种实施例中，所述异常值的表达式为：

19、；式中，表示第i个时间段内输入电流数据的异常值；表示第i个时间段内输入电流数据的峰值与谷值之间的差异值；表示第i个时间段内输入电流数据的高频信号显著性；表示第i个时间段内峰谷序列的自相关均值；α表示预设大于0的数值。

20、在其中一种实施例中，所述异常程度的确定过程为：

21、计算各时间段内输入电流数据的异常值与输出电流数据的异常值的平均值；

22、将各时间段内输入电流数据与输出电流数据之间异常值的差异与所述平均值的融合结果，作为各时间段内输入输出电流之间稳定状态的区别值；

23、采用突变点检测算法获取各时间段内的输出电流数据中各突变点对应的统计量，将各时间段内输出电流数据中所有突变点对应统计量的累加值，作为各时间段内输出电流数据的突变值；

24、结合所述区别值与所述突变值，得到各时间段内输出电流数据的异常程度。

25、在其中一种实施例中，所述异常程度为所述区别值与所述突变值的乘积。

26、在其中一种实施例中，所述影响指数的确定过程为：

27、将各时间段内所有输出电流数据按照时序排列，组成各输出电流数据序列；

28、计算各时间段与其相邻时间段之间输出电流数据序列的距离；

29、所述影响指数分别与所述距离、各时间段内所述异常程度、各时间段的相邻时间段内所述异常程度成正相关。

30、在其中一种实施例中，所述幂次参数的计算公式为：

31、；式中，q表示变频器内的滑膜控制器中幂次趋近律在下一时间段内的幂次参数；x表示当前时间段内变频器控制过程中，受电源波动与电磁干扰的影响指数的归一化结果。

32、第二方面，本技术实施例还提供了一种变频器控制设备，所述设备包括：

33、电流采集模块，用于实时采集变频器的输入电流数据和输出电流数据；

34、干扰分析模块，用于将每预设时间长度作为一个时间段，基于各时间段内输入、输出电流数据的所有峰值与所有谷值的波动情况，以及输入电流、输出电流在时序上的自相关性，并结合输入、输出电流数据在频域上的高频信号的显著性，分别确定各时间段内输入、输出电流数据的异常值；

35、基于各时间段内输入电流数据与输出电流数据之间异常值的差异，以及各时间段内输出电流数据的突变程度，确定各时间段内输出电流数据的异常程度；

36、基于各时间段与其相邻时间段内的所述异常程度，并结合各时间段与其相邻时间段之间输出电流数据的差异，确定各时间段内变频器控制过程中，受电源波动与电磁干扰的影响指数；

37、控制参数确定模块，用于基于当前时间段内所述影响指数，确定变频器内的滑膜控制器中幂次趋近律在下一时间段内的幂次参数。

38、第三方面，本技术实施例还提供了一种变频器控制系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述一种变频器控制方法的步骤。

39、本技术至少具有如下有益效果：

40、本技术基于各时间段内输入、输出电流数据的所有峰值与所有谷值的波动情况，以及输入电流、输出电流在时序上的自相关性，并结合输入、输出电流数据在频域上的高频信号的显著性，分别确定各时间段内输入、输出电流数据的异常值；充分考虑了输入、输出电流数据的不规律波动特征的多个表现方面，提高了对输入、输出电流数据的波动特征分析的准确性；

41、进一步，基于各时间段内输入电流数据与输出电流数据之间异常值的差异，以及各时间段内输出电流数据的突变程度，确定各时间段内输出电流数据的异常程度；综合分析输入电流与输出电流之间波动特征的差异、以及输出电流本身的突变情况，提高了对输出电流数据的异常程度分析的准确性；

42、进一步，基于各时间段与其相邻时间段内所述异常程度，并结合各时间段与其相邻时间段之间输出电流数据的差异，确定各时间段内变频器控制过程中，受电源波动与电磁干扰的影响指数；综合不同时间段之间输出电流的异常程度差异，提高了分析变频器受电源波动与电磁干扰的影响程度的准确性；

43、基于当前时间段内所述影响指数，确定变频器内的滑膜控制器中幂次趋近律在下一时间段内的幂次参数；根据电源波动以及电磁干扰所造成抖振现象的严重程度，对滑膜控制器中幂次趋近律的幂次参数进行优化，能够在提高对抖振的抑制效果的同时，保证较好的趋近速度，进而提高了变频器控制的准确性。