永磁球形電動機動力學(xué)解耦控制及通電策略研究.pdf

1、針對一種新型永磁球形電動機,本文討論了其主要結(jié)構(gòu)特征,并對該電動機進行了動力學(xué)建模,分析了其模型誤差及產(chǎn)生原因。根據(jù)動力學(xué)模型中存在大量非線性耦合項的特點,本文提出了一種基于模糊控制器的動力學(xué)解耦控制算法；隨后,為消除動力學(xué)模型中的不確定性,進一步改善解耦控制效果,又提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識器和ANFIS的動力學(xué)解耦控制算法。這兩種控制算法均采用計算力矩法的結(jié)構(gòu),能消除各歐拉角軸向之間的非線性交叉耦合,提高系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)性能。仿真分

2、析驗證了提出算法的正確性。
　　 本文提出了一種基于球面規(guī)劃的定子繞組通電策略。首先,用有限元法得到了永磁球形電動機的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩模型。然后,將定子球面上定子繞組覆蓋區(qū)域進行球面規(guī)劃,劃分為四類子區(qū)域,用解析法對所有子區(qū)域進行描述,并根據(jù)相似三角形原理對各個定子繞組進行標(biāo)號。最后,根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置,用特定的法則確定需要通電的定子繞組,并調(diào)用靜態(tài)轉(zhuǎn)矩模型,求解得到通電電流大小。采用該通電策略后,永磁球形電動機能在不同控制算法下實現(xiàn)復(fù)雜的

3、軌跡跟蹤運行。仿真分析驗證了該通電策略的合理性。
　　 對于永磁球形電動機逆運動學(xué)問題來說,解析求解較為復(fù)雜。針對此問題,本文提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逆運動學(xué)求解方法,用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來逼近該電動機的逆運動學(xué)模型；根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用 L-M優(yōu)化算法時的樣本學(xué)習(xí)效果,確定了此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。隨后,本文又提出了一種基于改進蟻群算法的逆運動學(xué)求解方法,驗證了該算法的優(yōu)越性,并對其參數(shù)設(shè)置進行了研究。
　　 本文搭建了基于 DSP