基于參數(shù)辨識及補(bǔ)償控制的異步電動機(jī)智能控制技術(shù)研究.pdf

1、本文以轉(zhuǎn)子磁場定向控制的異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)為研究對象，以提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)和魯棒性為主要目標(biāo)，研究和建立轉(zhuǎn)子電阻等參數(shù)變化情況下的異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型，以及基于此動態(tài)數(shù)學(xué)模型的參數(shù)辨識、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、非線性控制和自適應(yīng)控制等控制策略、控制結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)。1.在實(shí)時控制中，參數(shù)在線辨識算法的復(fù)雜程度直接影響系統(tǒng)控制的實(shí)時性和動態(tài)性能，而參數(shù)變化情況下系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，不僅能夠用于分析參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響，而且對提高辨

2、識算法的快速性和準(zhǔn)確性有重要的作用。為此本文在異步電機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，應(yīng)用狀態(tài)增量的方法，研究、推導(dǎo)和建立了異步電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻和電感變化情況下的數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用該模型分析了參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。模型以Laplace算子的傳遞函數(shù)形式表示，具有結(jié)構(gòu)簡單、物理概念清晰、使用方便等特點(diǎn)，為研究分析電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻等參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響和參數(shù)辨識等提供了一種新的簡單實(shí)用的方法。2.應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，在所建立的狀態(tài)增量型動態(tài)數(shù)學(xué)模型研究的基礎(chǔ)

3、上，提出了轉(zhuǎn)子電阻、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量、粘性摩擦系數(shù)和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的辨識方法，在此基礎(chǔ)上通過在前向通道串入一個校正裝置的方法，提出了轉(zhuǎn)子電阻和負(fù)載轉(zhuǎn)矩擾動影響的補(bǔ)償和校正的方案，辨識方法和校正方案具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。同時應(yīng)用非線性控制理論，還提出了一種轉(zhuǎn)子電阻和負(fù)載轉(zhuǎn)矩參數(shù)辨識的方法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計和建立了非線性控制器和自適應(yīng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了良好的系統(tǒng)跟蹤響應(yīng)性能。3.提出了一種以轉(zhuǎn)矩電流為指導(dǎo)值和目標(biāo)函數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案，建立了考慮

4、轉(zhuǎn)子電阻變化情況下進(jìn)行補(bǔ)償控制的系統(tǒng)。在建立輸出參考模型和教師指導(dǎo)控制器的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)和建立了以轉(zhuǎn)矩電流為目標(biāo)函數(shù)和以電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為目標(biāo)函數(shù)的兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案的計算控制算法，在電機(jī)的動態(tài)響應(yīng)和參數(shù)變化對系統(tǒng)的影響方面進(jìn)行了研究分析。計算機(jī)仿真結(jié)果證明，轉(zhuǎn)子電阻補(bǔ)償器能有效地改善控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，以轉(zhuǎn)矩電流為指導(dǎo)值和目標(biāo)函數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案具有速度響應(yīng)快、跟蹤性能好和魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。4.提出了一種基于教師值指導(dǎo)和隸屬函數(shù)參數(shù)自調(diào)整

5、、以電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流誤差為目標(biāo)函數(shù)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器以及考慮轉(zhuǎn)子電阻變化影響補(bǔ)償控制的控制系統(tǒng)，建立了隸屬函數(shù)的中心點(diǎn)參數(shù)和寬度參數(shù)的調(diào)整算法，對參數(shù)變化情況下系統(tǒng)的動態(tài)性能進(jìn)行了分析研究。計算機(jī)仿真結(jié)果證明，該控制系統(tǒng)能有效地抑制參數(shù)變化對系統(tǒng)的影響，以轉(zhuǎn)矩電流為指導(dǎo)值和目標(biāo)函數(shù)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案具有較強(qiáng)的魯棒性和較好的速度響應(yīng)性能。通過計算機(jī)仿真，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種控制方案下，對基于電機(jī)角速度誤差為目標(biāo)函數(shù)和電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流