[發(fā)明專利]一種基于磁編碼器誤差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償?shù)挠来磐诫姍C(jī)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810256436.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN108448979B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許家群;殷志鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/00
• 分類號(hào): H02P21/00;H02P21/18
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種基于磁編碼器誤差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償?shù)挠来磐诫姍C(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包含：矢量控制算法，逆變器，永磁同步電機(jī)，磁編碼器，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償算法；其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償算法包括：網(wǎng)絡(luò)輸入層；網(wǎng)絡(luò)隱含層；網(wǎng)絡(luò)輸出層；δ_k法則；誤差函數(shù)；

矢量控制算法是基于SVPWM的永磁同步電機(jī)電流閉環(huán)控制算法，其中控制器產(chǎn)生的PWM信號(hào)用于控制逆變器；逆變器與永磁同步電機(jī)相連；磁編碼器讀取電機(jī)位置；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償算法用于對(duì)磁編碼器讀取的位置信號(hào)進(jìn)行誤差補(bǔ)償；

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償算法包含以下過程：

步驟1，使用磁編碼器讀取電機(jī)不同工況下的當(dāng)前位置θ′_i；

步驟2，計(jì)算得到磁編碼器所讀取當(dāng)前位置θ′_i與電機(jī)轉(zhuǎn)子準(zhǔn)確位置θ_i的角度偏差Δθ_i，即

Δθ_i＝θ′_i-θ_i

步驟3，θ′_i作為網(wǎng)絡(luò)輸入層輸入信號(hào)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層、網(wǎng)絡(luò)輸出層計(jì)算得到輸出函數(shù)f(θ′_i)；

步驟4，根據(jù)δ_k法則計(jì)算輸出函數(shù)f(θ′_i)與Δθ_i的偏差e_k；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償算法中輸出函數(shù)f(θ′_i)與Δθ_i的偏差e_k的計(jì)算根據(jù)δ_k法則如式：

其中k與i同步取值，即k＝i；

步驟5，若e_k大于所設(shè)定的最大誤差率，則優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)隱含層、網(wǎng)絡(luò)輸出層的權(quán)值、閾值，以達(dá)到符合最大誤差率要求的輸出函數(shù)f(θ′_i)；網(wǎng)絡(luò)隱含層、網(wǎng)絡(luò)輸出層的權(quán)值、閾值優(yōu)化公式為：

其中，ω_m網(wǎng)絡(luò)隱含層權(quán)值、a_m為網(wǎng)絡(luò)隱含層閾值，H_m為網(wǎng)絡(luò)隱含層輸出；ω_mj為網(wǎng)絡(luò)輸出層權(quán)值、b_mj為網(wǎng)絡(luò)輸出層閾值；η為學(xué)習(xí)速率；n為學(xué)習(xí)樣本的數(shù)量；

步驟6，若e_k小于等于所設(shè)定的最大誤差率，則輸出函數(shù)f(θ′_i)即為補(bǔ)償函數(shù)F(θ′_i)，當(dāng)前位置θ′_i經(jīng)過補(bǔ)償函數(shù)F(θ′_i)后作為矢量控制算法的位置信息θ″，即θ″＝θ′_i+F(θ′_i)。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償算法中該網(wǎng)絡(luò)為單輸入單輸出網(wǎng)絡(luò)，其隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)的選取如式：

其中，m為隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)，l為輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)，j為輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)，β為[0,10]范圍內(nèi)常數(shù)；m為范圍內(nèi)常數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償算法中網(wǎng)絡(luò)隱含層激活函數(shù)f₁選取tansig函數(shù)，網(wǎng)絡(luò)輸出層激活函數(shù)f₂選取trainlm函數(shù)；學(xué)習(xí)速率η在[0,1]范圍內(nèi)隨機(jī)取值。

4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償算法中一個(gè)機(jī)械周期內(nèi)任意時(shí)刻電機(jī)轉(zhuǎn)子準(zhǔn)確位置θ_i利用磁編碼器讀取到的起點(diǎn)位置0°與終點(diǎn)位置360°求一次函數(shù)獲得。