基于神经网络逆系统的磁悬浮开关磁阻电动机的解耦控制

磁悬浮开关磁阻电动机作为一个多变量、非线性和强耦合的系统,其控制系统的设计非常复杂.对于磁悬浮开关磁阻电动机来说,得到径向力和平均转矩的先验知识是实现电机闭环控制的基本条件.基于基本电磁场理论,论文给出磁悬浮开关磁阻电动机的径向力模型,对该模型进行可逆性分析,证明该系统可逆,应用神经网络逆系统方法实现径向力的动态解耦,以便达到高性能的控制目的,仿真结果验证了方法的可行性.     

磁悬浮开关磁阻电动机转子径向偏心时的仿真

磁悬浮开关磁阻电动机结合了开关磁阻电动机和磁轴承的特点,通过电磁力控制转子径向位置。分析了磁悬浮开关磁阻电动机悬浮力和旋转力的产生原理。基于开关磁阻电动机转子的四个特殊位置,利用二维有限元方法分析了转子位于中心位置与有径向偏心时的电机内部磁场,给出了磁场分布图、径向悬浮力与径向偏心矩的关系曲线、旋转力与径向偏心矩的关系曲线,为进一步描述磁悬浮开关磁阻电动机悬浮力与旋转力的模型提供了依据。     

磁悬浮开关磁阻电动机研究

磁悬浮开关磁阻电机是高速电机领域的一个研究热点。分析了磁悬浮开关磁阻电机的基本原理，对电机数学模型的发展进行了详细的论述，在考虑和不考虑转子偏心的情况下对磁悬浮开关磁阻电机的磁场作了有限元分析和计算。有限元分析结果验证了电机数学模型的有效性。还介绍了磁悬浮开关磁阻电机空载和负载的实验情况，针对磁悬浮电机的非线性、多变量、强耦合的特点引进了一些先进的解耦控制算法。仿真结果验证了各控制算法的可行性。     

一种混合双定子磁悬浮开关磁阻电机

针对传统磁悬浮开关磁阻电机(BSRM)存在的多变量非线性强耦合问题,并以提高系统悬浮输出能力、降低悬浮功耗为目的,提出一种混合双定子磁悬浮开关磁阻电机(HDSBSRM)。该电机采用内、外双定子结构,外定子与内定子共用一套转子结构,内定子通过引入轴向充磁型永磁环,为产生主动可控悬浮力提供稳定偏置磁场。在介绍其拓扑结构和工作原理的基础上,推导了径向悬浮系统的数学模型,分析了基本电磁特性和解耦特性,验证了其主绕组与悬浮力绕组以及两自由度悬浮力绕组之间具有的自解耦特性。并就其悬浮输出能力和悬浮功耗等方面,与传统双定子磁悬浮开关磁阻电机进行了比较,验证了其具有高悬浮输出和低悬浮功耗的优点,表明所提HDSBSRM结构的合理性与优越性。     

磁悬浮开关磁阻电机模糊补偿逆系统解耦控制

在给出磁悬浮开关磁阻电机（BSRM）径向力控制模型的基础上,根据逆系统理论求出其解析逆系统。利用求得的解析逆系统与原系统进行复合,构成伪线性系统,初步实现径向间的解耦。用模糊控制器作为径向位置控制器,对复合伪线性系统进行综合。考虑到所采用模型的近似性、不确定性及系统参数的时变性,在初步解耦的基础上,设计了模糊补偿器对解耦效果进行实时补偿。最后由模糊控制器的输出控制量和模糊补偿器的补偿量相加,构成BSRM径向力解耦控制系统的实际控制量。仿真结果表明所设计的模糊补偿逆系统解耦方法成功实现了径向间的解耦,控制系统性能优良。     

磁悬浮开关磁阻电机模糊补偿逆系统解耦控制

在给出磁悬浮开关磁阻电机(BSRM)径向力控制模型的基础上,根据逆系统理论求出其解析逆系统.利用求得的解析逆系统与原系统进行复合,构成伪线性系统,初步实现径向间的解耦.用模糊控制器作为径向位置控制器,对复合伪线性系统进行综合.考虑到所采用模型的近似性、不确定性及系统参数的时变性,在初步解耦的基础上,设计了模糊补偿器对解耦效果进行实时补偿.最后由模糊控制器的输出控制量和模糊补偿器的补偿量相加,构成BSRM径向力解耦控制系统的实际控制量.仿真结果表明所设计的模糊补偿逆系统解耦方法成功实现了径向间的解耦,控制系统性能优良.     

磁悬浮开关磁阻电机磁饱和特性的有限元分析

分析了12/8极磁悬浮开关磁阻电动机的悬浮力产生机理,建立了电机非线性磁链Maxwell 2D模型.通过有限元计算,研究了转子角变化对铁心磁饱和程度的影响,给出了悬浮力和磁饱和特性的定量关系.计算结果表明,与近似线性磁链模型下悬浮力与副绕组电流呈线性递增关系相比,实际电机的悬浮力与副绕组电流呈严重非线性关系并存在减小区间.该研究对电机优化设计和控制具有一定的理论价值.     

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统解耦控制策略

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮力位移刚度系数和电流刚度系数受转子位置动态耦合,具有非线性时变特征,严重影响悬浮系统运行鲁棒性。针对上述问题,该文提出基于耦合悬浮力调节器的悬浮系统控制策略。首先,基于有限元分析和麦克斯韦应力法,揭示悬浮力非线性时变规律,并建立完善的数学模型;进一步将该模型表征为位置解耦悬浮力模型和非线性时变耦合分量。其中,位置解耦悬浮力模型一方面作为悬浮系统的直接反馈模型,另一方面用于设计耦合悬浮力观测器,实时在线获取非线性时变耦合分量。所获取的耦合分量作为外部干扰前馈补偿至悬浮控制系统。最后,针对基于耦合悬浮力调节器以及控制系统的有效性开展仿真分析与实验验证,结果表明,所提控制方法可以有效地解决转子位置对悬浮系统的动态耦合,提升系统鲁棒性。     

磁悬浮开关磁阻电机的神经网络逆解耦控制

磁悬浮开关磁阻电机是一个复杂的非线性强耦合系统,且运行过程中容易出现磁饱和现象,增大了数学模型建立及解耦控制的难度。针对上述问题,在利用有限元方法分析其磁场及电磁力特性的基础上,计算了一种对电机磁路线性及饱和状态均适用的新数学模型。分析了系统的可逆性,采用神经网络逆实现了转矩和两自由度径向力的解耦。使用dSPACE系统试验验证了该方法的正确性和有效性,可以弥补现有基于无磁饱和假设的各种建模及相应的解耦控制方法不适用于BSRM磁饱和工况的缺陷,也可以为电机的运行特性分析、本体优化设计以及控制策略研究提供更准确的理论依据。     

基于混沌优化算法的磁悬浮开关磁阻电动机控制的研究

针对磁悬浮开关磁阻电动机控制系统高精确度、快响应的要求,阐述了基于混沌优化算法的模糊神经网络控制方案。采用混沌粗搜索与细搜索相结合的优化策略,对模糊神经网络控制器中的参数进行优化,给出了具体设计方法和优化步骤。仿真结果表明,该磁悬浮开关磁阻电动机控制系统无振荡、无超调,具有较高的精度、较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

无轴承开关磁阻电动机专家模糊神经网络控制

针对无轴承开关磁阻电动机,将专家系统(EC)和模糊神经网络(FNC)结合起来,构成了专家模糊神经网络闭环控制(EFNC).专家系统适时在线检测控制系统性能,并根据系统性能在线调整控制器的参数,从而实现了智能控制.仿真结果表明,该控制系统具有良好的动态和静态性能.     

开关磁阻电机模糊神经网络PID转速控制

针对开关磁阻电机调速系统难以控制的问题,提出了基于模糊FCMAC神经网络的PID控制方法,该方法的主要思想是将马丹尼直接推理法与CMAC神经网络相结合,构成模糊FCMAC神经网络,实时调整PID控制参数.仿真结果表明,与传统的PID控制方法相比较,该方法大大改善了开关磁阻电机调速系统的动、静态性能,且无需精确的数学模型...     

开关磁阻电机模糊PID控制系统研究

介绍了模糊PID控制的开关磁阻电机调速方法,其兼有模糊控制和PID控制的优点,适用于非线性对象,并且具有较高的稳态精度.给出了1.1 kW开关磁阻电机控制器的设计实例,解决了因电机负载及运行状态不同所需PID参数不同的问题.理论与实践表明,采用模糊控制调节PID参数的方式对优化电机控制和提高系统性价比具有重要意义.     

磁悬浮开关磁阻电机的迭代学习控制

对磁悬浮开关磁阻电机进行控制时,往往需要进行复杂的解耦和反馈线性化步骤,如何避免这些繁琐的设计过程还无有效的方法。文章利用以往时刻对当前控制量的影响程度提出了一种具有影响函数的迭代学习控制器,为此首先针对目前现有的磁悬浮开关系统进行了数学模型的修正及扩展,进而通过分析了迭代学习算法存在的问题,设计了一种具有影响函数的迭代学习控制,最后对磁悬浮开关磁阻电机启动状态进行了实验控制,表明算法在收敛速度以及高精度跟踪性能方面的良好优势。     

无轴承开关磁阻电动机模型分析与控制

在研究无轴承开关磁阻电动机的电机模型后,对影响它的六个悬浮力系数进行了仿真分析,在此基础上对这六个悬浮力系数合理简化,并针对径向两自由度的解耦提出三种参数的控制器。采用反馈线性化方法进行了动态解耦,最后分别采用三种参数的控制器在Matlab环境下进行了整个径向位置控制系统的仿真建模。仿真结果显示,控制器采用两个参数时就可达到比较好的解耦效果。     

无轴承同步磁阻电动机悬浮系统模糊PID控制

无轴承同步磁阻电动机悬浮系统是一个复杂的非线性系统,难以建立精确的数学模型,普通PID控制很难取得良好的控制效果.设计了模糊PID控制器,它结合了模糊控制和PID控制的各自优势.仿真结果表明模糊PID控制器性能优于普通PID控制器,悬浮系统具有优良的动、静特性.     

无轴承开关磁阻电机控制策略综述

无轴承开关磁阻电机结合了磁轴承与开关磁阻电机的双重优点,在航空、高速等领域具有非常广阔的发展前景。该文简要地介绍了无轴承开关磁阻电机的工作原理及其数学模型,总结了近年来无轴承开关磁阻电机在控制策略方面的研究成果,并对主要控制策略的优缺点进行了分析和比较。最后指出了无轴承开关磁阻电机未来的研究和发展方向。     

自适应模糊PID在基于开关磁阻电机的电动车辆控制中的应用

本文研究了用于电动车辆的小功率开关磁阻电机调速(sRD)系统的设计,并在转速环设计中运用了自适应模糊PID控制理论.以一台三相6/4极结构的sRM为控制对象,进行了试验.试验结果表明,本系统具有良好的调速性能和控制特性.     

基于CPLD的无轴承开关磁阻电机控制逻辑设计

介绍了无轴承开关磁阻电机(Bearingless Switched Reluctance Motors,简称BSRM)的悬浮原理、系统构成和功率电路拓扑结构,并根据其控制系统的复杂逻辑特点,详细介绍了对复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,简称CPLD)逻辑功能的要求,给出了设计原则.在此基础上,设计了基于MAXⅡ EPM1270芯片的逻辑控制系统.在QuartusⅡ环境下对设计程序进行了仿真分析,并在硬件电路上进行了主绕组、悬浮绕组信号实验,验证了控制逻辑设计的正确性和可靠性.     

神经元自适应PID控制在开关磁阻电机中的应用

针对开关磁阻电机的特点，提出了神经元自适应PID控制的策略，理论和仿真结果表明，神经元自适应PID控制比常规PID控制具有更好的性能，证明了神经元自适应控制方法在开关磁阻电机系统中应用的可行性和可靠性。