具体实施方式

下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

本申请一些实施例中提供一种电铲变频调速方法，可应用于电铲控制器中，如图1所示，上述方法可以包括如下步骤：

S101：根据电铲电机的速度环的饱和状态设置电流饱和标志符。其中，可以设定FLAG为电流饱和标志符，当FLAG＝false表示速度环处于未饱和状态，FLAG＝true表示速度环处于饱和状态，FLAG会根据速度环的实际状态进行变换，否则FLAG值表示异常即超调状态，此时应当迅速降低电机速度环转速。

S102：获取所述电流饱和标识符，根据速度环目标转速值和速度环实际转速值以及设定调节参数得到速度环转速给定值。速度环实际转速值可根据电机中设置的监测部件监测得到，设定调节参数为预先已知并存储好的标准数据，速度环目标转速值为当前处理周期下的理想转速值。

S103：根据所述速度环转速给定值和所述速度环实际转速值得到速度环转速输出量。

S104：根据所述速度环转速输出量调整所述电铲电机的速度环转速。其目的是，能够使电铲电机的速度环转速值满足目标转速值同时能够确保电流饱和标志符不会出现异常。

以上方案，通过获取电流饱和标志符判断速度环是否已经饱和，之后根据目标速度值和实际转速值得到给定值，根据给定值和实际转速值能够确定速度环输出量进而调节电铲电机的速度环转速。通过上述方案能够克服现有技术中变频调速系统速度环适应性差、速度超调量较大的缺点。

进一步地，以上步骤S102中，若所述电流饱和标识符表示速度环的饱和状态为不饱和状态，则通过阶梯函数法得到所述速度环转速给定值。若所述电流饱和标识符表示速度环的饱和状态为已饱和状态，则以所述速度环实际转速值作为所述速度环转速给定值。如此，能够确保电机速度环的实际转速值达到理想中的最大值且不会出现超调情况，提高电铲功率利用效率。

优选地，参考图2，上述的电铲变频调速方法可以包括：

S201：读取速度环目标转速值ω_ref、速度环实际转速值ω_r、电流饱和标志符FLAG；所述速度环实际转速值ω_r由光电编码器实际检测的电机转速得到。

S202：根据电流饱和标志符FLAG和速度环目标转速值ω_ref，设定调节参数(可以为阶段函数变量设置值)，计算速度环转速给定值ω_r*；其中：FLAG＝false时，此时电流环未饱和，速度环转速给定值ω_r*通过阶梯函数输出，ω_r*＝ω_ref+STEP,其中STEP为速度阶梯步长；FLAG＝true时,速度环转速给定值ω_r*＝速度环实际转速值ω_r；

步骤S203：根据速度环转速给定值ω_r*与速度环实际转速值ω_r，计算速度差值ω_err和速度差值百分比ω_err％；本步骤中，根据限位编码器检测到的位置信号s_ref＝true时，ω_r*＝ω_r×η％，η％即当前速度的百分比。

步骤S204：根据速度差值ω_err，速度差值百分比ω_err％，计算速度环转速输出量i_q1ref；其中，根据速度差值百分比ω_err％得到比例项与积分项，其中比例项K_P＝K_P*×y，ω_err％＝ay²+by+c(y≥0),积分项K_I＝∑K_i*×y，ω_err％＝ay²+by+c(y≥0),其中K_P*为速度环迭代比例系数，K_I*速度环迭代积分系数,比例项与积分项之和即为i_q1ref。

所述步骤S205：根据速度环转速输出量i_q1ref判断是否大于电流限幅值I_q1m？如果速度环转速输出量i_q1ref＞I_q1m，则执行步骤S209；否则执行步骤S206；

S206：根据速度环转速输出量i_q1ref判断是否小于电流限幅值I_q1m？如果是则执行步骤S207，否则执行步骤S208；

S207：设置饱和标志FLAG＝false，表示速度环处于未饱和状态。

S208：调整积分量K_I＝-i_q1ref-Kp×y,i_q1ref＝I_q1m；速度环转速输出量限幅到I_q1m，并设置饱和标志FLAG＝true，表明目前速度环是否处于饱和状态。

S209：调整积分量K_I＝i_q1ref-Kp×y，i_q1ref＝I_q1m，速度环转速输出量限幅到I_q1m，并设置饱和标志FLAG＝true，表明目前速度环是否处于饱和状态。

以上方案中，电机启制动的过渡过程中，为启制动平稳、机械冲击小，回转控制采用具有速度限幅的转矩控制方式，即主令给定是转矩给定，给定大小决定了起制动时电动机输出转矩的大小、启制动的快慢。另外对于电铲回转机构由两台逆变器驱动两台变频电动机，两台电动机通过齿轮耦合，回转机构的负载特性属于大惯量旋转载荷，正常运行条件下，一个工作循环仅作0°～90°、90°～0°的正反旋转运动，运动期间基本处于启制动的过渡过程中，由于两台电动机齿轮耦合间隙不同，电机使用年限长，损耗差异大，模型参数有所不同，启制动时，容易发生启制动不平稳、机械冲击大。而本发明提出一种方案：在两台逆变器之间采用转矩主从控制技术，即：一台逆变器作为主装置，采用闭环转矩控制模式；另一台逆变器为从装置，采用速度控制模式，其速度给定值直接来自主装置。这样既保证了回转机构两台电动机的速度可控，又保证了两台电动机的出力的协调性，从而减少了机械冲击，减少了回转齿轮的磨损，使两台回转电动机的运行配合达到最佳。以上方案中，针对速度控制模式下的执行方式，通过调整电机速度给定值，速度给定阶梯曲线，有效地提高系统的鲁棒性，更好地适应负载扰动、避免加减速过程中速度的过冲等。

本发明一些实施例中提供一种存储介质，所述存储介质中存储有程序信息，计算机读取所述程序信息后执行以上方法实施例中任一方案所述的电铲变频调速方法。

如图3所示，上述电铲变频调速方法所应用的控制系统为典型的闭环矢量控制系统(速度编码器与位置编码器的空间矢量控制)，控制对象为电机，如异步电机。与现有的闭环空间矢量控制系统相比，图3中的系统增加了阶梯函数输出器，相当于采用抛物线型速度调节器替代传统PI速度调节器，其他部件的设置可参考现有的闭环矢量控制系统。其中，电流环控制部分如励磁电流调节、转矩电流调节、Park逆变换、死区补偿、转矩电流、励磁电流分离等与现有技术相同，所以在本申请实施例中并未赘述，只是针对速度环控制部分进行了详细说明。

本发明的一些实施例中还提供一种电铲变频调速系统，如图4所示，包括至少一个处理器11和至少一个存储器12，至少一个所述存储器12中存储有程序指令，至少一个所述处理器11执行所述程序指令后执行应用于控制端中的任意一项电铲变频调速方法。该系统还可以包括：输入装置13和输出装置14。处理器11、存储器12、输入装置13和输出装置14可以通信连接。存储器12作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器11通过运行存储在存储器12中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述电铲变频调速方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。