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開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與無(wú)E+E位置傳感器控制
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、效率高、成本低及能在較寬的調(diào)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行,自問(wèn)世起就受到了廣泛的關(guān)注。但由于電機(jī)的雙凸極結(jié)構(gòu),磁鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)子位置角和電流的非線性函數(shù),建立精確的磁鏈模型較為困難。且傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中E+E位置傳感器的存在使得電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本增加、可靠性降低,削弱了應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。因此,開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的精確建模和無(wú)E+E位置傳感器控制策略得到了廣泛的研究。

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與無(wú)E+E位置傳感器控制
無(wú)刷直流電機(jī)以電子控制線路代替機(jī)械電刷和換向器實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的換相,集有刷直流電機(jī)和交流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)于一體,是當(dāng)今率的調(diào)速電機(jī)。采用無(wú)E+E位置傳感器控制技術(shù),不但可以克服E+E位置傳感器的諸多弊端,而且能進(jìn)一步拓寬無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。目前,無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制已成為無(wú)刷直流電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向。 近二三十年來(lái)眾多的院校、科研機(jī)構(gòu)對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)控制的研究大多集中在“無(wú)E+E位置傳感器的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)”、“起動(dòng)”、“轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)”等幾個(gè)方面。但是在無(wú)E+E位置傳感器控制技術(shù)仍然有許多待解決的問(wèn)題。建立了一種基于DSP芯片TMS320F2812的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈特性檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用DSP的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能和串口通信功能,實(shí)時(shí)采集電機(jī)的電壓電流信號(hào),并將結(jié)果傳送至上位機(jī),利用數(shù)字離散方法計(jì)算磁鏈,建立不同轉(zhuǎn)子位置下電流與磁鏈的對(duì)應(yīng)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)表明,該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地獲取電機(jī)的磁鏈特性,并且成本較低,操作方便。由于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)子位置角和電流的非線性函數(shù),常規(guī)方法難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。文中利用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立電流、轉(zhuǎn)子位置角和磁鏈的非線性映射。結(jié)果表明,該方法建立的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈模型誤差小,具有較強(qiáng)的泛化能力,對(duì)于電機(jī)的在線優(yōu)化控制具有重要意義。 本文提出了一種新的基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制策略,該方法采用兩個(gè)不同的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別獲取相繞組的開(kāi)通信號(hào)和關(guān)斷信號(hào),經(jīng)過(guò)綜合處理得到單相繞組的換相邏輯。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以相繞組的電流和磁鏈為輸入,以各相的開(kāi)關(guān)信號(hào)為輸出,從而建立起電流、磁鏈和開(kāi)關(guān)信號(hào)的非線性映射,訓(xùn)練完成后,用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出結(jié)果取代E+E位置傳感器,實(shí)現(xiàn)電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器運(yùn)行。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)得到的換相信號(hào)和由E+E位置傳感器獲得的換相信號(hào)相比,誤差較小,電機(jī)能夠準(zhǔn)確換相,且輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小,轉(zhuǎn)速曲線平滑。

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與無(wú)E+E位置傳感器控制
以TMS320F2812為主控制器建立了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng),利用控制器強(qiáng)大的信號(hào)處理和實(shí)時(shí)控制功能實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的各種控制方法,且為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)離線訓(xùn)練提供學(xué)習(xí)樣本,為研究開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的無(wú)E+E位置傳感器控制提供了良好的硬件基礎(chǔ)。