一、基本信息

单位：华东交通大学

期刊索引情况：SCI   

影响因子：3.8

期刊：Scientific Reports 

二、论文内容简介

永磁同步电机（PMSM）驱动系统因其卓越的控制质量和效率而受到越来越多的关注。优化控制参数是实现永磁同步电机高性能运行的关键。尽管启发式算法在仿真中表现出优异的优化效果，但在实际驱动器中部署优化方案仍面临挑战。

本研究提出了一种可实时在线部署的控制参数优化方案。通过系统的阶跃响应性能评估优化效果，并开发了一个在驱动器内部署优化算法的框架。还设计了一种故障抑制机制，以减轻由次优解引起的超调和振动问题。

该方案在北京灵思创奇公司提供的LINKS-BOX快速原型控制平台上进行了验证。实验结果表明，该方案在不同运行条件下均表现出良好的优化性能。本文采用的蜜獾算法相较于其他优化算法具有更快的收敛速度和更稳定的优化效果。优化效果提高了2.2%，且多次优化结果的一致性性能提高了40%。

三、研究背景

研究问题: 本文旨在解决永磁同步电机（PMSM）控制参数优化的实时在线部署问题。尽管启发式算法在仿真中表现出色，但在实际驱动系统中部署优化方案仍面临诸多挑战。
        研究难点: 主要难点在于设计嵌入控制器的搜索算法的运行逻辑，以在不同工况下准确评估各种控制参数的性能；此外，提高算法的收敛速度和构建有效的故障抑制机制也是关键。
        相关工作: 现有工作主要集中在使用遗传算法（GA）、粒子群优化算法（PSO）和差分进化算法（DEA）等元启发式算法进行控制器参数调优。然而，这些方法在实际应用中仍存在收敛速度慢、稳定性差等问题。

四、论文工程应用价值

1.创新内容

1)实时在线优化方案（ODPOS）：提出了一个实时在线可部署的控制参数优化方案（ODPOS），该方案能够在设备的整个生命周期内在线部署，显著提高系统在不同操作条件下的控制性能。

2)故障抑制机制（FSM）：设计了一个故障抑制机制（FSM），包括超调抑制模块和振动抑制模块，以应对优化过程中由于次优解导致的电机失控行为，确保系统的稳定运行。

2.应用价值

1)适应不同操作条件的优化目标：优化目标根据具体需求进行制定，能够适应不同的工业应用需求，如机床、压力塑料机、风扇等设备，展示了良好的适应性。

2)减少优化时间和计算资源：HBA的高效搜索能力和快速收敛特性使得优化过程更加高效，减少了优化时间和计算资源的消耗，适合在实际工业环境中应用。

五、灵思创奇设备科研价值

实时验证：与MATLAB/Simulink直连，便于快速测试控制算法，对研究过程中PID、模型预测控制等复杂算法开发与调试至关重要。

快速原型：利用LINKS-BOX加速系统构建与测试，缩短研发周期，降低成本。极大的便利了HBA、PSO等算法如何在实际控制器中进行部署的问题研究。通过在实验平台上进行多次实验，验证了HBA在不同负载和无负载条件下的优化效果。

工业应用：模拟真实负载与操作环境，便于控制策略测试，促进研究成果工业化。

总之，Links-RT其能够提供一个高效、灵活的实验和验证平台，支持实时优化和控制算法的开发。通过该平台，研究人员可以快速测试和验证新的控制策略，推动工业自动化和控制技术的发展。