永磁同步電機(jī)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(dòng)機(jī)制造技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(jià)比的要求,發(fā)展全數(shù)字化的以永磁同步電機(jī)(PMSM)為執(zhí)行機(jī)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(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、家用電器和辦公自動(dòng)化設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,從采用高性價(jià)比的永磁同步電機(jī)、應(yīng)用高精度傳感器、優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)以及研究先進(jìn)的控制算法四個(gè)方面可提高其性能。
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2、針對PMSM矢量控制系統(tǒng)主要從伺服驅(qū)動(dòng)器的軟硬件設(shè)計(jì)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法兩個(gè)方面進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jì)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(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺,實(shí)驗(yàn)表明該實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)合理,可對PMSM伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的驅(qū)動(dòng)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(jì)方法。DRNN網(wǎng)絡(luò)一方面屬于動(dòng)態(tài)神

4、經(jīng)網(wǎng)絡(luò),適用于對時(shí)變、耦合、非線性復(fù)雜的PMSM伺服系統(tǒng)進(jìn)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(jì)算過程便于軟件編程實(shí)現(xiàn),學(xué)習(xí)方法采用動(dòng)態(tài)梯度下降法(DBP)對控制器參數(shù)進(jìn)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(dòng)和誤差過大時(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)表明,該控制器可以使系統(tǒng)達(dá)到快速跟蹤和精確定位的目的