永磁同步電機伺服系統(tǒng)的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制研究.pdf

1、隨著永磁材料、電動機制造技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和控制理論的發(fā)展,為滿足人們對伺服控制系統(tǒng)高性價比的要求,發(fā)展全數(shù)字化的以永磁同步電機(PMSM)為執(zhí)行機構(gòu)的高性能永磁交流伺服系統(tǒng)成為今后的發(fā)展方向。高性能永磁交流伺服系統(tǒng)在導(dǎo)彈制導(dǎo)、飛行器跟蹤、工業(yè)機器人、數(shù)控機床、家用電器和辦公自動化設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,從采用高性價比的永磁同步電機、應(yīng)用高精度傳感器、優(yōu)化驅(qū)動器設(shè)計以及研究先進的控制算法四個方面可提高其性能。
　　本文

2、針對PMSM矢量控制系統(tǒng)主要從伺服驅(qū)動器的軟硬件設(shè)計和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法兩個方面進行了研究。首先,在分析了兩相旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系下PMSM數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，詳述了基于直軸電樞電流為零的PMSM矢量控制系統(tǒng)的原理和逆變器調(diào)制方法中常用的電壓空間矢量SVPWM原理。在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了完整的基于SVPWM矢量控制的PMSM控制系統(tǒng)仿真實驗平臺,包括PMSM本體模塊、三相逆變電路模塊、坐標(biāo)變換模塊和SVPWM調(diào)制波生成模塊

3、和控制器模塊。為系統(tǒng)設(shè)計和理論研究奠定了基礎(chǔ)。然后,以TMS320F2812高性能DSP為控制電路核心,以PS21267功率智能模塊IPM為功率電路核心,搭建了一套完整的PMSM伺服驅(qū)動實驗平臺,實驗表明該實驗平臺設(shè)計合理,可對PMSM伺服控制系統(tǒng)進行有效的驅(qū)動與控制。為提高PMSM伺服系統(tǒng)的響應(yīng)性能,提出一種基于對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器(DRNN-PID)與傳統(tǒng) PID控制器結(jié)合的復(fù)合控制器設(shè)計方法。DRNN網(wǎng)絡(luò)一方面屬于動態(tài)神

4、經(jīng)網(wǎng)絡(luò),適用于對時變、耦合、非線性復(fù)雜的PMSM伺服系統(tǒng)進行學(xué)習(xí),一方面由于將權(quán)值矩陣化簡為對角矩陣大大簡化了計算過程便于軟件編程實現(xiàn),學(xué)習(xí)方法采用動態(tài)梯度下降法(DBP)對控制器參數(shù)進行調(diào)節(jié)。系統(tǒng)跟蹤誤差閾值信號作為控制器切換信號,當(dāng)系統(tǒng)啟動和誤差過大時采用傳統(tǒng)PID控制器工作以提高響應(yīng)速度,當(dāng)系統(tǒng)響應(yīng)趨于穩(wěn)態(tài)且誤差較小時采用DRNN-PID控制器工作以減小穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差。通過仿真實驗表明,該控制器可以使系統(tǒng)達到快速跟蹤和精確定位的目的