[發明專利]一種開關磁阻電機轉子位置自檢測方法

有效

• 申請號: 201310651790.5
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103633903A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 項倩雯;吉敬華;嵇小輔;康梅
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種開關磁阻電機轉子位置自檢測方法，其特征在于包括如下步驟：

1）通過開關磁阻電機實驗系統進行采樣，獲取學習樣本，包括訓練樣本集和測試樣本集，其中相電流i和轉子位置θ通過傳感器直接檢測，磁鏈ψ通過電壓u和相電流i間接檢測；

2）以磁鏈ψ和電流i作為輸入變量、轉子位置θ作為輸出變量，采用Matlab軟件訓練相關向量機，獲得相關向量，建立轉子位置θ的相關向量機預測模型；

3）以相關向量機預測模型中的最優核函數參數δ²為優化變量，利用微粒群的全局搜索能力獲得δ²的最優值，并將其帶入相關向量機預測模型，最終獲得經優化的相關向量機預測模型；

4）通過傳感器實時檢測相電流i和電壓u，計算磁鏈ψ，并將相電流i和磁鏈ψ輸入經優化的相關向量機預測模型，獲得該時刻的轉子位置θ，實現電機轉子位置的自檢測。

2.如權利要求1所述的一種開關磁阻電機轉子位置自檢測方法，其特征在于所述步驟1）具體為：對電壓u、電流i與轉子位置θ進行采樣，獲得若干組樣本集，采用小數定標規范化處理方法將樣本數據歸一化，選擇其中若干組作為訓練樣本集，用于離線訓練轉子位置θ的相關向量機預測模型，選擇另外若干組作為測試樣本集，用于測試所建模型的精度；根據ψ_j(k)=ψ_j(k-1)+0.5T[u_j(k)-ri_j(k)+u_j(k-1)-ri_j(k-1)]計算磁鏈ψ，其中，k為采樣個數且k=1,2,...，ψ_j(k)、ψ_j(k-1)分別為第k次采樣時刻與第k-1次采樣時刻的磁鏈計算值，u_j(k)、u_j(k-1)、i_j(k)、i_j(k-1)分別為第k次采樣時刻和第k-1次采樣時刻的電壓、電流檢測值，ψ(0)=u(0)=i(0)=0，T為采樣時間，r為相繞組電阻。

3.如權利要求1所述的一種開關磁阻電機轉子位置自檢測方法，其特征在于所述步驟2）具體為：將采樣與計算獲得的x_j=[ψ_j,i_j]^T作為輸入變量，轉子位置θ作為輸出變量，利用建立開關磁阻電機轉子位置θ的相關向量機預測模型，其中ω_j為權值向量，可通過后驗分布的均值進行估計，N為訓練樣本數量，為高斯核函數，δ²為高斯核函數寬度。

4.如權利要求1所述的一種開關磁阻電機轉子位置自檢測方法，其特征在于所述步驟3）具體包括如下步驟：

1）初始化微粒群算法的相關參數，包括微粒個數n、搜索空間維數d、最大迭代次數k_max、慣性權重α、學習因子c₁和c₂、δ²的搜索空間與迭代初值，導入訓練樣本，對相關向量機預測模型進行訓練；

2）導入預測樣本，根據步驟1）計算獲得的δ²與訓練樣本一起對相關向量機進行預測，獲得

相關向量機模型預測輸出值θ_i，計算適應度函數其中θ為實際值；

3）對于每個微粒，比較當前適應度函數f(x_i)與歷史最好位置的適應度函數f(p_ibest)，如果f(x_i)<f(p_ibest)，則有p_ibest=x_i；對于微粒群，比較當前所有微粒的當前適應度函數f(x_i)與群體歷史最好位置的適應度函數f(g_b)，如果f(x_i)<f(g_b)，則有g_b=x_i，其中x_i為第i個微粒的位置，p_ibest和g_b分別為微粒個體最優解和全局最優解；

4）根據vik+1=αvik+c1r(·)(pibest-xik)+c2r(·)(gb-xik)]]>更新微粒的速度，根據xik+1=xik+vik+1]]>更新微粒的位置，以產生新的種群，其中，為第k、k-1次迭代時第i個微粒的速度，為第k、k-1次迭代時第i個微粒的位置，微粒群的初始位置和速度隨機產生，r(·)為(0,1)之間的隨機數；

5）當迭代次數k≥k_max或者適應度函數值f(δ²)<1×10^-6時，迭代中止，否則，迭代次數k自加1，返回步驟2）；根據微粒群搜索到的最優高斯核函數寬度δ²，獲得開關磁阻電機轉子位置θ的優化相關向量機預測模型。