[發明專利]一種動態神經網絡自適應逆的SRM轉矩控制方法與系統

有效

• 申請號: 201910042672.1
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109742999B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 黨選舉;經本欽;彭慧敏;李珊;伍錫如;張向文;姜輝;李曉;唐士杰;劉帆;潘登
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H02P25/08
• 分類號: H02P25/08;H02P25/098;H02P23/30;H02P23/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

1.一種動態神經網絡自適應逆的SRM轉矩控制方法，主要步驟如下：

Ⅰ、PD控制

PD控制的輸入信號為由總參考轉矩T_ref和實測的輸出總轉矩T得到轉矩偏差ΔT，其輸出為轉矩控制量u；

Ⅱ、動態RBF神經網絡自適應逆

RBF神經網絡的輸入信號為系統當前k時刻的前一時刻k-1時刻的實際總磁鏈ψ(k-1)，RBF神經網絡辨識輸出的k時刻前一時刻的k-1時刻的參考磁鏈和k時刻的參考轉矩T_ref(k)，RBF神經網絡的輸出參考磁鏈為構成動態RBF神經網絡，即SRM電機的轉矩-磁鏈模型；

Ⅱ-1、實際總磁鏈ψ的計算

實際總磁鏈ψ(k)的計算公式如下：

R_L是開關磁阻電機SRM的L相內阻，L表示開關磁阻電機SRM三相，L＝1,2,3；U_L為開關磁阻電機SRM輸出的L相電壓，U_L(m)為當前m時刻開關磁阻電機SRM輸出的L相電；I_L為開關磁阻電機SRM輸出的L相電流，I_L(m)為當前m時刻開關磁阻電機SRM輸出的L相電流；

Ⅱ-2、總參考磁鏈計算

系統總參考磁鏈

其中u_f(k)是PD控制當前k時刻的得到的控制量u(k)濾波處理后的值，對PD控制輸出u(k)進行濾波處理，如公式(1)所示，

u_f(k)＝βu_f(k-1)+(1-β)u(k) (1)

其中，0＜β＜1，u_f(k),u_f(k-1)分別表示u_f當前k時刻的值和前一時刻k-1時刻的值；

Ⅱ-3、學習偏差預處理

對PD控制輸出u進行預處理，得到u_ff用作為調整RBF神經網絡的學習偏差，

u_ff(k)＝αu_ff(k-1)+(1-α)u(k) (2)

其中，0＜α＜1，u_ff(k),u_ff(k-1)分別表示u_ff當前k時刻的值和k前一時刻的值；

Ⅱ-4、RBF神經網絡自適應逆的算法

動態RBF神經網絡結構包括輸入層x和隱含層h；

輸入層為

隱含層為高斯函數

其中，為隱含層中心向量，b＝[b_j]＝[b₁,b₂,b₃]為隱含層基寬向量；權值為動態RBF神經網絡輸出為表示隱含層的輸出；描述SRM電機的轉矩-磁鏈的動態RBF神經網絡數學表達式：

ψ(k-1)，分別表示當前k時刻的前一時刻k-1的實際總磁鏈ψ值,當前k時刻的前一時刻k-1的動態RBF神經網絡輸出參考磁鏈值；

總參考磁鏈RBF神經網絡自適應逆采用反饋誤差訓練法；

誤差性能指標為

采用梯度下降法，則RBF神經網絡調整算法為

其中，i＝1，2，3，Δb_j(k),Δc_ij(k)分別是b_j,c_ij在k時刻的增量，學習速率0＜η₁＜1，0＜η₂＜1，0＜η₂＜1，動量因子0＜γ＜1；w_j(k),w_j(k-1),w_j(k-2)分別表示k時刻，k時刻的前一時刻k-1，k-1時刻的前一時刻k-2的w_j的值，b_j(k),b_j(k-1),b_j(k-2)分別表示k時刻，k前一時刻，k-1的前一時刻的b_j的值，c_ji(k),c_ji(k-1),c_ji(k-2)分別表示k時刻，k前一時刻，k-1的前一時刻的c_ji的值；ψ為步驟Ⅱ-1計算得到的實際總磁鏈；

Ⅲ、磁鏈偏差分配

步驟Ⅱ-2得到的總參考磁鏈ψ_ref(k)與步驟Ⅱ-1得到的實際總磁鏈ψ(k)相減得到磁鏈偏差Δψ，通過磁鏈偏差分配函數f進行分配，采用的磁鏈偏差分配函數f如下：

其中，θ為轉子位置角，τ為開關磁阻電機轉子周期角，θ₁為其開通角，θ₂為其關斷角，θ_ov為其重疊角；

磁鏈偏差分配函數得到各相磁鏈偏差Δ_Lψ^*，送入各相磁鏈偏差滯環控制器，各相磁鏈偏差滯環控制器的輸出提供給功率變換器作為有效開關信號，功率變換器對開關磁阻電機進行控制。