本發(fā)明涉及一種開關(guān)柜電動操作工具智能控制方法。

背景技術(shù)：

開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中重要的控制設(shè)備之一，隨著國家智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，開關(guān)柜也朝著智能化方向不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的開關(guān)柜由于智能化缺失、穩(wěn)定性不高，逐漸被結(jié)合了微電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)等先進科學(xué)技術(shù)的智能開關(guān)柜取代。近年來，隨著變電站自動化系統(tǒng)技術(shù)水平的提升、智能變電站的推進，10kV開關(guān)柜電動順控操作逐漸進入人們的視野，其帶來的經(jīng)濟效益不亞于一場革命。

長期以來，傳統(tǒng)的開關(guān)柜操作方法是人力手動操作完成，不但費時、費力，更無法適應(yīng)智能化開關(guān)柜的斷路器操作模式。因此，開關(guān)柜電動操作工具不斷進入人們的視野。但是，目前市面上的電動操作工具是無法智能控制手車開關(guān)位置，只能通過開關(guān)位置輔助節(jié)點的變化，才能智能控制手車開關(guān)位置是否到位。然而實際操作過程中開關(guān)會遇到卡澀、閉鎖或者操作工具有脫離鎖扣的的情況，現(xiàn)有的電動操作工具是無法智能控制的，這樣對人身及設(shè)備存在一定的危險和傷害，因此，需要設(shè)計一種新型開關(guān)柜電動操作工具的智能算法，智能智能控制操作情景，避免人身、設(shè)備傷害。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種開關(guān)柜電動操作工具智能控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種開關(guān)柜電動操作工具智能控制方法，按照如下步驟實現(xiàn)：

步驟S1：建立預(yù)設(shè)操作情境下的PID模型，得到每種預(yù)設(shè)操作情景對應(yīng)的電動操作工具電機控制參數(shù)，并根據(jù)所獲取的電機控制參數(shù)建立模糊PID控制器；

步驟S2：獲取電動操作工具電機的實際轉(zhuǎn)速，并與所述步驟S1中電機控制參數(shù)中的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速相減，得到轉(zhuǎn)速差值，根據(jù)該轉(zhuǎn)速差值獲取轉(zhuǎn)速差值變化量；

步驟S3：獲取電機實際電流，并與該轉(zhuǎn)速差值變化量相減，獲取電流差值，根據(jù)該電流差值獲取電流差值變化量；

步驟S4：將所述轉(zhuǎn)速差值變化量、所述電流差值、所述電流差值變化量進行模糊化，然后清晰化，輸出以及，其中，為比例環(huán)節(jié)，為積分環(huán)節(jié)；

步驟S5：將所述電流差值、所述電流差值變化量以及與送入所述模糊PID控制器，輸出電動操作工具電機的輸入電流。

在本發(fā)明一實施例中，所述模糊PID控制器的傳遞函數(shù)為。

在本發(fā)明一實施例中，所示預(yù)設(shè)操作情景包括：手車開關(guān)在工作位置、手車開關(guān)在試驗位置、手車開關(guān)銹蝕卡澀、手車開關(guān)閉鎖以及操作工具脫離鎖扣。

在本發(fā)明一實施例中，所示電機控制參數(shù)包括預(yù)設(shè)電流信號以及預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速信號。

在本發(fā)明一實施例中，在所述步驟S4中，所述模糊化包括如下步驟：

步驟S41：對輸入量進行滿足預(yù)設(shè)模糊需求的處理；

步驟S42：對所述出入量進行尺度變換；

步驟S43：確定各輸入量的模糊語言取值以及相應(yīng)的隸屬度函數(shù)，然后清晰化。

在本發(fā)明一實施例中，在進行所述模糊化后，輸出誤差變化以及電機電流和轉(zhuǎn)速誤差的模糊化參數(shù)，進行所述清晰化。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明采用的控制方法，能智能判斷使用場景，通過模糊算法自適應(yīng)不同的開關(guān)柜操作需求?？朔藗鹘y(tǒng)開關(guān)柜電動操作工具控制方法，只針對某一型號開關(guān)柜設(shè)計，參數(shù)預(yù)先配置完成，這種方式不能適應(yīng)便攜式開關(guān)柜多樣化操作的需求的問題。

2、便攜式開關(guān)柜電動操作工具的直流電機具有強耦合、短時性和非線性的特點，同時控制系統(tǒng)也要具有良好的魯棒性、快速性和抗負載擾動的能力，此時采用常規(guī)PID控制不能滿足系統(tǒng)要求。本發(fā)明專利優(yōu)點在于該算法設(shè)計簡單，可靠性、魯棒性、快速性和抗負載擾動的能力強，能很好地解決當(dāng)前電動操作工具的不足。

3、目前市面上的電動操作工具都是通過開關(guān)柜內(nèi)部輔助節(jié)點的位置變化，從而得到手車開關(guān)的位置信息，在開關(guān)柜銹蝕、操作機構(gòu)卡澀等工作情況發(fā)生惡化或各種不利因素發(fā)生嚴重變化時，無刷直流電動機調(diào)速系統(tǒng)的非線性和不確定性問題就會非常突出地表現(xiàn)出來。由于它嚴重依賴于被控對象數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，這時常規(guī)PID控制算法無法判斷手車開關(guān)是否銹蝕、閉鎖等情形，難以滿足系統(tǒng)的要求。本發(fā)明所提出的技術(shù)方案解決這一缺陷，智能判斷操作情景避免人身、設(shè)備傷害。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種開關(guān)柜電動操作工具智能控制方法的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行具體說明。

本發(fā)明提供一種開關(guān)柜電動操作工具智能控制方法，解決的技術(shù)問題是電動操作工具智能判斷操作情景，遇到操作機構(gòu)銹蝕時，應(yīng)繼續(xù)操作，避免錯誤停機，提升操作風(fēng)險；遇到開關(guān)柜閉鎖或者操作工具脫離鎖扣時，應(yīng)迅速停機，避免人身傷害、電氣設(shè)備損壞。

為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計的方案是：設(shè)計一種便攜式開關(guān)柜電動操作工具，該電動操作工具外速度環(huán)， 內(nèi)電流環(huán)的雙閉環(huán)控制，利用常規(guī)PID算法與模糊控制結(jié)合，針對手車開關(guān)在操作過程中出現(xiàn)卡澀、閉鎖或者操作工具脫離鎖扣的情景進行參數(shù)對比，從而針對不同的操作情景，操作工具能做出正確的處理方法。

進一步的，該一種開關(guān)柜電動操作工具智能控制方法按照如下步驟實現(xiàn)，如圖1所示：

步驟S1：建立預(yù)設(shè)操作情境下的PID模型，得到每種預(yù)設(shè)操作情景對應(yīng)的電動操作工具電機控制參數(shù)，并根據(jù)所獲取的電機控制參數(shù)建立模糊PID控制器，傳遞函數(shù)為；

步驟S2：獲取電動操作工具電機的實際轉(zhuǎn)速，并與步驟S1中電機控制參數(shù)中的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速相減，得到轉(zhuǎn)速差值，根據(jù)該轉(zhuǎn)速差值獲取轉(zhuǎn)速差值變化量；

步驟S3：獲取電機實際電流，并與該轉(zhuǎn)速差值變化量相減，獲取電流差值，根據(jù)該電流差值獲取電流差值變化量；

步驟S4：將轉(zhuǎn)速差值變化量、電流差值、電流差值變化量進行模糊化；主要作用是選定模糊控制器的輸入量，并將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可識別的模糊量，具體包含以下三步：第一，對輸入量進行滿足模糊控制需求的處理；第二，對輸入量進行尺度變換；第三，根據(jù)具體算法以及實際環(huán)境，確定各輸入量的模糊語言取值和相應(yīng)的隸屬度函數(shù)，然后清晰化，主要作用是將推理得到的控制量轉(zhuǎn)化為控制量，輸出以及，其中，為比例環(huán)節(jié)，為比例環(huán)節(jié)，一般會取得大一些，可以在兩位數(shù)、三位數(shù)，可以跨數(shù)量級進行比較，而且比例環(huán)節(jié)的調(diào)整一般是在第一步進行，先于積分和微分；為積分環(huán)節(jié)，主要是為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，一般選在10以內(nèi)；在進行所述模糊化后，輸出誤差變化EC以及電機電流和轉(zhuǎn)速誤差的模糊化參數(shù)E&V，進行所述清晰化。

步驟S5：將電流差值、電流差值變化量以及與送入模糊PID控制器，此時模糊控制器已推算出電機工作情景，輸出電動操作工具電機的輸入電流。

通過上述算法，對根據(jù)電機實際的工作電流以及工作轉(zhuǎn)速進行參數(shù)分析，判讀電機當(dāng)前處于對手車開關(guān)在工作位置、試驗位置、銹蝕卡澀、閉鎖、操作工具脫離鎖扣中哪一情景，也即電機當(dāng)前所處的狀態(tài)，并根據(jù)所確定的情景，輸出在該情景下的控制電流。

進一步的，在本實施例中，預(yù)設(shè)操作情景包括：手車開關(guān)在工作位置、手車開關(guān)在試驗位置、手車開關(guān)銹蝕卡澀、手車開關(guān)閉鎖以及操作工具脫離鎖扣。所示電機控制參數(shù)包括預(yù)設(shè)電流信號以及預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速信號。

以上是本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護范圍。