一种含非线性负载特性的智能驱动电路抗干扰补偿方法

本公开涉及智能驱动控制，且更具体地涉及一种含非线性负载特性的智能驱动电路抗干扰补偿方法。

背景技术：

1、智能驱动电路广泛应用于电机驱动、电磁执行器、压电器件、led驱动及工业电源等场景，在实际调试中，常会出现一些问题，例如：led驱动在冷启动阶段，输出电流会在数百毫秒内出现短时抖动，灯串亮度在肉眼可见范围内闪一下；电磁执行器在吸合末端，线圈电流虽然已经达到设定值，但推杆仍会出现一次轻微回弹；压电器件在接近共振点时，驱动电压波形看似正常，实际位移却会突然偏离原来的标定值；某些工业电源在负载从轻载切换到脉冲负载时，输出端会先出现一个很窄的过冲，再伴随几次衰减振荡，这类现象往往不是单一参数漂移造成的，而是负载本身的阻抗、储能状态、开关瞬态和外部耦合干扰在短时间内叠加后共同引起的。

2、目前针对非线性负载驱动系统，通常采用扰动观测器、自抗扰控制、负载观测器或模型预测控制等技术，通过建立被控对象模型，对系统输出与模型预测值之间的偏差进行扰动估计，并结合前馈补偿、反馈补偿等方式抑制电源波动、负载变化及外部干扰对驱动性能的影响；在一些实验平台上，这类方法确实能够把输出波动压到较小范围内，但在现场设备中，常发现同样是输出偏差，有时是负载内部状态变化引起的，例如线圈温升后电阻上升、磁芯进入局部饱和等；有时则是外部因素引起的，例如上游母线电压瞬时下陷等，现有方法通常把这些偏差统一当作总扰动处理，补偿量虽能跟着输出误差变化，但并不能区分到底是负载自身状态变了，还是外部干扰进来了，这导致补偿动作出现滞后、过补偿或者补偿方向偏移；尤其是在负载处于磁饱和、反电动势增强、容性感性转换或非线性伏安特性显著变化等阶段时，扰动的表现并不固定：有时主要体现在电流上升沿变陡，有时体现在输出纹波突然增大，有时则表现为驱动器开关管温升异常、pwm占空比被迫频繁修正，对于这类现象现有控制方法往往只能依赖经验调参、增加滤波环节或者反复试验来减轻现象，但很难在不改变硬件结构的前提下，把不同来源的扰动分开识别并分别补偿。

技术实现思路

1、本公开提供了一种含非线性负载特性的智能驱动电路抗干扰补偿方法，旨在构建面向非线性负载驱动过程的扰动表征与补偿控制机制，通过对驱动工况下负载动态电气行为进行特征描述、对扰动来源进行解析并建立对应的补偿控制关系，实现驱动控制信号的自适应调整和补偿参数的动态优化，提高智能驱动电路在复杂非线性负载工况下的抗干扰能力、驱动稳定性及控制可靠性。

2、本公开提供了一种含非线性负载特性的智能驱动电路抗干扰补偿方法，包括：

3、获取智能驱动电路驱动非线性负载过程中的运行数据，所述运行数据至少包括驱动控制信号、输入电压、输出电压、输出电流、功率器件运行状态和负载状态信息；

4、根据所述运行数据构建描述当前驱动工况下非线性负载动态电气行为的负载特征描述信息，并基于所述负载特征描述信息建立对应当前驱动工况的扰动表征信息，所述扰动表征信息包括驱动输出预测结果、驱动实际输出结果以及基于所述驱动输出预测结果与驱动实际输出结果形成的综合扰动信息；

5、基于所述扰动表征信息对综合扰动信息进行扰动来源解析，生成包括负载内生扰动、电源扰动、开关扰动以及外部耦合扰动的扰动组成信息；

6、根据所述扰动组成信息建立各扰动组成与驱动调节对象之间的补偿控制关系，并依据补偿控制关系生成对应当前驱动工况的补偿控制信息；

7、基于所述补偿控制信息修正驱动控制信号，生成补偿后的驱动控制信号并驱动非线性负载；

8、根据补偿后的驱动输出更新所述扰动表征信息，并基于更新后的扰动表征信息调整所述补偿控制关系。

9、与现有技术相比，本发明提供的含非线性负载特性的智能驱动电路抗干扰补偿方法，以驱动过程中的运行数据构建非线性负载特征参数，并将所述非线性负载特征参数参与负载状态识别、扰动分析及驱动调节过程，使驱动调节过程能够结合负载电气特性的变化进行控制，不再局限于固定参数或统一补偿方式，有利于提高不同运行工况下驱动控制的一致性；同时，本发明将驱动过程中产生的综合扰动按照负载扰动、电源扰动、开关扰动及外部耦合扰动进行区分，并分别参与驱动调节参数的生成，使不同来源的扰动对应不同的调节对象，减少不同扰动相互叠加对驱动控制过程的影响，便于在非线性负载运行过程中保持驱动输出的连续性，此外，本发明将驱动响应结果继续反馈至后续驱动调节参数的形成过程，使驱动调节参数能够结合当前驱动周期的响应情况进行调整，形成连续的闭环调节过程，有利于适应负载电气特性变化以及运行工况变化，适用于电机、电磁执行器、压电执行器、发光二极管阵列等非线性负载驱动场景。

1.一种含非线性负载特性的智能驱动电路抗干扰补偿方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据所述运行数据构建描述当前驱动工况下非线性负载动态电气行为的负载特征描述信息，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述第一特征参数组包括用于表征非线性负载电压、电流响应关系的等效阻抗特征参数、动态增量阻抗特征参数、等效电感特征参数以及等效电容特征参数中的至少一种；所述第二特征参数组包括用于表征功率器件驱动切换过程的开关状态特征参数、输出纹波特征参数、开关瞬态特征参数以及谐波特征参数中的至少一种；所述第三特征参数组包括用于表征非线性负载运行状态的负载温度特征参数、电流变化率特征参数、电压变化率特征参数以及输出响应延迟特征参数中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述建立对应当前驱动工况的扰动表征信息，包括建立预测驱动输出，具体包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述建立对应当前驱动工况的扰动表征信息，还包括建立实际驱动输出以及综合扰动信息，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于扰动表征信息对综合扰动信息进行扰动来源解析，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：根据所述扰动组成信息建立对应各扰动组成的补偿控制关系，生成补偿控制信息并修正驱动控制信号，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：根据所述驱动调节参数集合生成补偿后的驱动控制信号，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：生成所述驱动控制信号之后，还包括：

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：构建所述扰动表征信息时，根据非线性负载的电气特性选取对应的负载特征量参与所述扰动表征信息的构建，其中：