基于DSP的永磁同步電機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆解耦控制的研究

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1、江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要永磁同步電機(jī)是當(dāng)今眾多高精度、高效、節(jié)能自動(dòng)化控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的核心執(zhí)行部件。對(duì)永磁同步電機(jī)的控制策略進(jìn)行改良可以直接改善這些自動(dòng)化設(shè)備的工作性能，達(dá)到提高產(chǎn)品性能，節(jié)能降耗的目的。本文針對(duì)矢量控制等依賴(lài)于對(duì)象精確模型的永磁同步電機(jī)高性能控制方法中存在的問(wèn)題(如只能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)解耦，魯棒性和適應(yīng)性差等)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與逆系統(tǒng)方法結(jié)合，提出了永磁同步電機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆解耦控制方法。該方法能減小電機(jī)參數(shù)時(shí)變、負(fù)載擾動(dòng)以及未建模動(dòng)態(tài)對(duì)電機(jī)解耦控制的影響，真正實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的線(xiàn)性化動(dòng)態(tài)

2、解耦控制，有效地提高永磁同步電機(jī)的控制性能。論文主要進(jìn)行了以下的研究工作：首先，應(yīng)用非線(xiàn)性系統(tǒng)的線(xiàn)性代數(shù)方法，給出了一般非線(xiàn)性系統(tǒng)的靜態(tài)逆系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)逆系統(tǒng)的構(gòu)造算法，說(shuō)明了非線(xiàn)性系統(tǒng)可逆性的充要條件以及偽線(xiàn)性系統(tǒng)復(fù)合構(gòu)造的方法，從理論上闡述了逆系統(tǒng)的線(xiàn)性化解耦控制策略。然后，全面、系統(tǒng)地分析了永磁同步電機(jī)的可逆性及其逆系統(tǒng)的線(xiàn)性化解耦特征，給出了永磁同步電機(jī)的狀態(tài)反饋結(jié)合輸入積分逆系統(tǒng)的解析表達(dá)式，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)分析了參數(shù)變化及負(fù)載擾動(dòng)對(duì)解析逆解耦控制產(chǎn)生的嚴(yán)重影響。得出了永磁同步電機(jī)的解析逆系統(tǒng)

3、方法在實(shí)際中難以應(yīng)用的結(jié)論。為解決由于永磁同步電機(jī)因受參數(shù)變化和負(fù)載擾動(dòng)影響而使解析逆系統(tǒng)方法難以在實(shí)際中應(yīng)用的難題，提出了永磁同步電機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆解耦控制方法。給出了永磁同步電機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆模型的結(jié)構(gòu)形式、辨識(shí)方法及實(shí)現(xiàn)江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文步驟，將永磁同步電機(jī)這樣一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、時(shí)變的非線(xiàn)性對(duì)象動(dòng)態(tài)解耦成兩個(gè)SISO的偽線(xiàn)性積分子系統(tǒng)。之后，進(jìn)一步對(duì)兩個(gè)積分子系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)閉環(huán)線(xiàn)性控制器，使整個(gè)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的參數(shù)魯棒性和良好的抗負(fù)載擾動(dòng)的能力，為逆系統(tǒng)方法在高性能永磁同步電機(jī)控制中的應(yīng)用莫定了基

4、礎(chǔ)。最后，在以IPM為功率變換核心，DSP為數(shù)字化控制單元的電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆解耦控制實(shí)驗(yàn)。控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明永磁同步電機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆解耦控制方法是一種有效和實(shí)用的高性能控制方法。關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)、逆系統(tǒng)、線(xiàn)性化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、解耦控制、DSP江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTPermanentMagnetSynchronousMotors(PMSM)arecorepartsofmanyhighprecision，highefficiency

5、andlowpowerautomaticcontrolsystems．ImprovingonthestrategiesofPMSMcontrolcanenhancetheperformancesofthoseautomaticsystemsdirectly．Thisdissertationfocusesonsomeproblemsindecouplingcontrolstrategies，suchasthatonlycanrealizestaticdecoupling，runshortofboth

6、therobustnessonparametervariationandtheabilitytoresistloaddisturbance．ThesestrategiesdependonPermanentMagnetSynchronousMotor(PMSM)models．Combineneuralnetworkswithinversesystemmethod，theneuralnetworkinversesystemmethodofPermanentMagnetSynchronousMotorc

7、ontrolisproposed．ThePermanentMagnetSynchronousMotor，whichisamulti-variable，stronglycouplingandnonlinearobject，islinearisedanddecoupledintotwoSISOsubsystems．Theinfluencecausedbyparametervariationandloaddisturbancedecreaseevidently．Thismethodprovidesane

8、wapproachforhighperformancecontrolofPermanentMagnetSynchronousMotor．Mainprogressesinthisdissertationareasfollows：First，thedecouplingcontroltheorybasedoninversesystemmethodisstudiedbyusingthelinearalgebraicmethodofnonlinearsystems．Thenecessarya