永磁同步电动机神经网络逆系统简化模型的研究
李亮亮,何勇,叶海翔
(南京理工大学,江苏南京210094)
摘要:将神经网络逆系统理沦应用于水磁同步电动机的控制,并提出简化的永磁同步电动机神经刚络逆系统控制模型。通过matlab/simulink的仿真工具,建立神经网络逆系统控制仿真模型,实现永磁同步电动机动态解耦,仿真结果表明了该方法的可行性,系统具有起好的动静态性能。
关键词:永磁同步电动机;神经网络逆系统:解耦
中图分类号:tm341 文献标识码:a 文章编号:1004-7018( 2010) 07-0057-03
o引言
在现代电气传动系统中,解耦控制是实现高性能电机控制的重要方法之一.采用神经网络逆系统控制的方法进行解耦控制,已经得到越来越多的重视。文献[1-2]实现的是惑应电机转速和磁链的解耦控制;而文献[3-4]是针对永磁同步电动机转速和磁链之间的耦合性,实现神经网络逆系统控制的。以卜文献的共同点都是基于s-1和s-2的伪线性子系统,由于这种由神经网络逆系统与永磁同步电动机构成的伪线性系统不是真正的线性系统,其控制效果并十分理想。
本文针对永磁同步电动机转子角速度wr和d轴电流id值之间的耦合性,用神经网络逆系统控制代替解析逆控制,将永磁同步电动机动态解耦成二阶线性转速子系统和一阶线性d轴电流子系统,构造神经网络逆系统来实现永磁同步电动机的线性化动态解耦控制,并存此基础l,提出简化模型,仿真结果表明,简化模型具有优良的动、静态特性。
1永磁同步电动机的数学模型分析
1 1数学模型
三相永磁同步电动机采用三相交流电供电,其数学模型比直流伺服电机复杂得多,为了简化永磁同步电动机的分析过程,可以忽略影响较小的参数,现作如下假设:
(1)转子永磁磁场在气隙空间公布为正弦波,定子电枢绕组中的感应电动势也为正弦波;
(2)忽略定子铁心饱和.认为磁路线性,电感参数不变;
(3)不计铁心涡流与磁滞等损耗;
(4)忽略频率和温度变化对绕组电阻的影响;
(5)转予上没有阻尼绕组。
基子此,永磁同步电动机在d、q旋转坐标系下的数学模型为:
式中:ui、uq分别为定子直、交流电压;ir、iq分别为定子直、交流电流;ld、lq.分别为定子直、交流电感;rs为定子电阻ψd、ψq分别为定子直、交流磁链,χ为转子永磁体磁链;,为转动惯量;j,wt为转角速,θt为转子位置角;te、tl分别为输出转矩和负载转矩;p为电机极对数。
对于恒转矩的负载,d=k=o,则电机的运动方豢永磁同步电动机神经网络逆系统方程。
磁体,则ld=lq=l,则微分方程:
令电机转子采用面装式永电机在d、q旋转坐标系下的
由于id=o的控制策略算法简单,控制灵活,因此在永磁同步电动机控制等应用广泛。本文以wt和id值作为系统输出,则系统输出方程:
选取输入变量:
则系统的状态方程:
输出方程
1 2永磁同步电动机可逆性分析
由状态方程可知,永磁同步电动机数学模型表现为两输入两输出的三阶非线性系统,为实现解耦控制,采用interactor算法分析数学模型 |