發(fā)布時(shí)間：2020-03-15 12:32

【摘要】：開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)運(yùn)行需要轉(zhuǎn)子位置傳感器,而添加轉(zhuǎn)子位置傳感器使系統(tǒng)成本以及電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度提高,可靠性降低。因此,對(duì)SRM轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行估計(jì),使SRM不依靠位置傳感器而獨(dú)立運(yùn)行具有重要意義。本文利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)非線性函數(shù)高精度逼近的特性,基于模糊控制模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論,建立了SRM轉(zhuǎn)子位置估計(jì)系統(tǒng),并采用MATLAB/Simulink對(duì)該60 k W、6/4極的SRM轉(zhuǎn)子位置估計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明:該系統(tǒng)對(duì)SRM轉(zhuǎn)子位置角的估計(jì)較準(zhǔn)確,輸出角度精度較高,誤差在2°左右,均方誤差為0.714 4;利用該轉(zhuǎn)子位置估計(jì)系統(tǒng)對(duì)SRM進(jìn)行控制,該電機(jī)三相電流輸出均勻,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小,運(yùn)行全過(guò)程穩(wěn)定。
【圖文】：

RM性能分析的核心是電機(jī)的磁鏈特性，即電機(jī)磁化曲線族（不同轉(zhuǎn)子位置下，一相繞組磁鏈k對(duì)相電流Ik的函數(shù)）。本文首先利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)SRM進(jìn)行非線性建模，即利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)非線性函數(shù)逼近的特性來(lái)逼近SRM的磁鏈特性（磁化曲線族）[9]，利用建模結(jié)果來(lái)評(píng)估神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，分析SRM的可行性。依據(jù)SRM的磁鏈特性，所建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入量是相繞組電流Ik和轉(zhuǎn)子位置，輸出量是相繞組磁鏈k。對(duì)60kW、6/4極SRM進(jìn)行建模k(Ik,)，結(jié)果如圖1所示。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本是測(cè)量得到的該電機(jī)的磁鏈特性。圖1SRM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模的結(jié)果Fig.1ThemodellingresultofSRMbasedonneuralnetwork由圖1a)可見(jiàn)，在[0°,45°]范圍內(nèi)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的結(jié)果收斂差，建立的模型不能用于該范圍內(nèi)的SRM性能分析。圖1b)為在[45°,90°]范圍內(nèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模輸出的結(jié)果。在此范圍內(nèi)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模的結(jié)果收斂，準(zhǔn)確度高，僅在轉(zhuǎn)子定子對(duì)齊位置（齒齒相對(duì)）和轉(zhuǎn)子定子不對(duì)齊位置（齒槽相對(duì)）這些特殊位置略有偏離。造成2個(gè)范圍內(nèi)輸出差異的原因是：在[0°,90°]的全范圍內(nèi)，SRM的磁鏈特性并不是相電流和轉(zhuǎn)子位置到相磁鏈的一一映射[10]，[0°,45°]和[45°,90°]范圍內(nèi)的磁鏈的值域是2個(gè)相互重合的部分。這會(huì)造成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在輸入相同時(shí)，輸出不同，訓(xùn)練無(wú)法收斂。因此，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠準(zhǔn)確逼近的角度范圍只占其一相運(yùn)行周期的一半。而利用[45°,90°]的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模，并對(duì)模型輸出精度不高的區(qū)域進(jìn)行規(guī)避，就可以實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)轉(zhuǎn)子位置估計(jì)。2轉(zhuǎn)子位置估計(jì)系統(tǒng)圖2為新建立的SRM轉(zhuǎn)子位置估計(jì)系統(tǒng)原理，該系統(tǒng)由基于模糊模型的最佳相（best）選擇模塊、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位置估計(jì)模塊、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位置修正模塊（修正前為b(k)，修正后

紕詰拇帕吹鬧滌蚴?個(gè)相互重合的部分。這會(huì)造成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在輸入相同時(shí)，輸出不同，訓(xùn)練無(wú)法收斂。因此，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠準(zhǔn)確逼近的角度范圍只占其一相運(yùn)行周期的一半。而利用[45°,90°]的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模，并對(duì)模型輸出精度不高的區(qū)域進(jìn)行規(guī)避，就可以實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)轉(zhuǎn)子位置估計(jì)。2轉(zhuǎn)子位置估計(jì)系統(tǒng)圖2為新建立的SRM轉(zhuǎn)子位置估計(jì)系統(tǒng)原理，該系統(tǒng)由基于模糊模型的最佳相（best）選擇模塊、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位置估計(jì)模塊、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位置修正模塊（修正前為b(k)，，修正后為a(k)）以及轉(zhuǎn)子位置預(yù)測(cè)模塊構(gòu)成。圖2SRM轉(zhuǎn)子位置估計(jì)系統(tǒng)原理Fig.2WorkingprincipleoftheSRMrotorpositionestimationsystem2.1基于模糊模型的最佳相選擇建立由電流、磁鏈到轉(zhuǎn)子位置的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常

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2 文漢云;;硫化氫燃燒的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制及其仿真[J];自動(dòng)化與儀器儀表;2006年01期

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