基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)直接速度控制.pdf

1、現(xiàn)代永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度提出了越來(lái)越高的要求，然而傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)-電流環(huán)雙環(huán)結(jié)構(gòu)的串級(jí)控制器由于各環(huán)之間的相互影響，使得轉(zhuǎn)速環(huán)的帶寬極大地受到電流環(huán)帶寬的限制，影響了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。模型預(yù)測(cè)直接速度控制（MP-DSC）打破了傳統(tǒng)的串級(jí)控制結(jié)構(gòu)并提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，卻因基于永磁同步電機(jī)的線性化數(shù)學(xué)模型而導(dǎo)致系統(tǒng)魯棒性不足。本文在MP-DSC的基礎(chǔ)上提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)直接速度控制（NN-DSC）方

2、法，提高了控制精度和系統(tǒng)的魯棒性。本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究。
　　首先對(duì)MP-DSC的控制結(jié)構(gòu)、相關(guān)算法與控制過(guò)程進(jìn)行了深入地研究，對(duì)其存在的開(kāi)頻率高而且不固定、系統(tǒng)抗擾性差以及對(duì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)響應(yīng)慢等缺陷進(jìn)行了分析，然后采用開(kāi)關(guān)量預(yù)選的措施減小開(kāi)關(guān)頻率并設(shè)計(jì)了一個(gè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩估計(jì)器以提高系統(tǒng)對(duì)負(fù)載擾動(dòng)響應(yīng)速度，最后對(duì)MP-DSC控制算法的正確性和改進(jìn)措施的有效性進(jìn)行了仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　其次在MP-DSC的基礎(chǔ)上提

3、出了新型的NN-DSC控制策略，使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)在線學(xué)習(xí)的方式對(duì)電機(jī)的局部動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行精確逼近，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)的方法取代MP-D SC的數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)，提高了預(yù)測(cè)精度與系統(tǒng)魯棒性。本文對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、以及參數(shù)調(diào)整算法進(jìn)行了設(shè)計(jì)，提出使用在線滑動(dòng)窗口學(xué)習(xí)的方式對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，然后應(yīng)用共軛梯度法提高算法收斂速度并限制單周期內(nèi)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)時(shí)間以提高控制算法的實(shí)時(shí)性，最后對(duì)NN-DSC算法的先進(jìn)性進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和對(duì)比分

4、析。
　　最后，本文以AD5435實(shí)時(shí)仿真器為控制核心，以PS21867功率模塊為功率驅(qū)動(dòng)核心設(shè)計(jì)并搭建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)MP-DSC與NN-DSC兩種控制算法分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MP-DSC具有良好的動(dòng)靜態(tài)性能且改進(jìn)后的MP-DSC明顯提高了系統(tǒng)對(duì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)的響應(yīng)速度；NN-DSC不僅具有良好的控制精度與動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，而且對(duì)外界干擾與參數(shù)變化具有很好的適應(yīng)性，控制精度與魯棒性相比MP-DSC均