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開關(guān)磁阻電機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與無E+E位置傳感器控制
開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡單、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)定運行,自問世起就受到了廣泛的關(guān)注。但由于電機的雙凸極結(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。因此,開關(guān)磁阻電機的精確建模和無E+E位置傳感器控制策略得到了廣泛的研究。

開關(guān)磁阻電機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與無E+E位置傳感器控制
無刷直流電機以電子控制線路代替機械電刷和換向器實現(xiàn)直流電機的換相,集有刷直流電機和交流電機的優(yōu)點于一體,是當(dāng)今率的調(diào)速電機。采用無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)一步拓寬無刷直流電機的應(yīng)用領(lǐng)域。目前,無刷直流電機無E+E位置傳感器控制已成為無刷直流電機控制技術(shù)的發(fā)展方向。 近二三十年來眾多的院校、科研機構(gòu)對無刷直流電機控制的研究大多集中在“無E+E位置傳感器的轉(zhuǎn)子位置檢測”、“起動”、“轉(zhuǎn)矩脈動”等幾個方面。但是在無E+E位置傳感器控制技術(shù)仍然有許多待解決的問題。建立了一種基于DSP芯片TMS320F2812的開關(guān)磁阻電機磁鏈特性檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用DSP的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能和串口通信功能,實時采集電機的電壓電流信號,并將結(jié)果傳送至上位機,利用數(shù)字離散方法計算磁鏈,建立不同轉(zhuǎn)子位置下電流與磁鏈的對應(yīng)關(guān)系。實驗表明,該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地獲取電機的磁鏈特性,并且成本較低,操作方便。由于開關(guān)磁阻電機磁鏈?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,該方法建立的開關(guān)磁阻電機磁鏈模型誤差小,具有較強的泛化能力,對于電機的在線優(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)的開關(guān)磁阻電機無E+E位置傳感器控制策略,該方法采用兩個不同的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別獲取相繞組的開通信號和關(guān)斷信號,經(jīng)過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,以各相的開關(guān)信號為輸出,從而建立起電流、磁鏈和開關(guān)信號的非線性映射,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,實現(xiàn)電機無E+E位置傳感器運行。仿真和實驗結(jié)果表明,由小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識得到的換相信號和由E+E位置傳感器獲得的換相信號相比,誤差較小,電機能夠準(zhǔn)確換相,且輸出轉(zhuǎn)矩波動小,轉(zhuǎn)速曲線平滑。

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