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開關磁阻電機神經網絡建模與無E+E位置傳感器控制
開關磁阻電機調速系統因其結構簡單、工作可靠、效率高、成本低及能在較寬的調速范圍內穩定運行,自問世起就受到了廣泛的關注。但由于電機的雙凸極結構,磁鏈是轉子位置角和電流的非線性函數,建立精確的磁鏈模型較為困難。且傳統控制系統中E+E位置傳感器的存在使得電機結構復雜、成本增加、可靠性降低,削弱了應用的優勢。因此,開關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。

開關磁阻電機神經網絡建模與無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直流電機的換相,集有刷直流電機和交流電機的優點于一體,是當今率的調速電機。采用無E+E位置傳感器控制技術,不但可以克服E+E位置傳感器的諸多弊端,而且能進一步拓寬無刷直流電機的應用領域。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的發展方向。 近二三十年來眾多的院校、科研機構對無刷直流電機控制的研究大多集中在“無E+E位置傳感器的轉子位置檢測”、“起動”、“轉矩脈動”等幾個方面。但是在無E+E位置傳感器控制技術仍然有許多待解決的問題。建立了一種基于DSP芯片TMS320F2812的開關磁阻電機磁鏈特性檢測系統。該系統利用DSP的模數轉換功能和串口通信功能,實時采集電機的電壓電流信號,并將結果傳送至上位機,利用數字離散方法計算磁鏈,建立不同轉子位置下電流與磁鏈的對應關系。實驗表明,該系統能夠準確地獲取電機的磁鏈特性,并且成本較低,操作方便。由于開關磁阻電機磁鏈是轉子位置角和電流的非線性函數,常規方法難以建立精確的數學模型。文中利用小波神經網絡建立電流、轉子位置角和磁鏈的非線性映射。結果表明,該方法建立的開關磁阻電機磁鏈模型誤差小,具有較強的泛化能力,對于電機的在線優化控制具有重要意義。 本文提出了一種新的基于小波神經網絡的開關磁阻電機無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網絡分別獲取相繞組的開通信號和關斷信號,經過綜合處理得到單相繞組的換相邏輯。神經網絡以相繞組的電流和磁鏈為輸入,以各相的開關信號為輸出,從而建立起電流、磁鏈和開關信號的非線性映射,訓練完成后,用神經網絡輸出結果取代E+E位置傳感器,實現電機無E+E位置傳感器運行。仿真和實驗結果表明,由小波神經網絡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,電機能夠準確換相,且輸出轉矩波動小,轉速曲線平滑。

開關磁阻電機神經網絡建模與無E+E位置傳感器控制
以TMS320F2812為主控制器建立了開關磁阻電機控制系統,利用控制器強大的信號處理和實時控制功能實現了電機的各種控制方法,且為神經網絡離線訓練提供學習樣本,為研究開關磁阻電機的無E+E位置傳感器控制提供了良好的硬件基礎。