[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

本發明為一種動態神經網絡自適應逆的SRM轉矩控制方法與系統，本發明以系統前一時刻的實際總磁鏈，當前參考轉矩和RBF神經網絡輸出的前一時刻參考磁鏈作為RBF神經網絡的輸入信號，輸出參考磁鏈，構成動態RBF神經網絡，即轉矩?磁鏈模型；轉矩偏差經PD控制得到控制量，該控制量經預處理作為RBF神經網絡自適應逆控制的學習偏差，且該控制量經濾波處理，作為總參考磁鏈的一部分，補償轉矩?磁鏈模型的輸出?？倕⒖即沛溑c實際總磁鏈相減得磁鏈偏差，經磁鏈偏差分配，接入各相磁鏈偏差滯環控制，有效抑制SRM的轉矩脈動。本發明適應電機快速控制要求，反饋誤差學習方法加快神經網絡建模并提高建模精度，減小轉矩脈動的影響。

技術領域

本發明涉及電動汽車電機的控制領域，具體為一種動態神經網絡自適應逆的SRM轉矩控制方法與系統。

背景技術

開關磁阻電機(Switched Reluctance Motor,SRM)結構簡單堅固，無永磁材料，制造成本低，系統可靠性高，調速范圍廣，被應用在許多領域。然而，由于SRM的雙凸極結構，開關供電方式和磁路飽和產生較大的轉矩脈動，嚴重制約了SRM的應用場合。

SRM傳統的控制方法中，電流斬波控制是以電流為控制量，電壓斬波控制是以電壓為控制量，角度位置控制是以開關角為控制量，這些控制方法雖然簡單但不能達到理想的控制效果。有的方案采用遺傳算法優化開通角和重疊角改進轉矩分配函數以使SRM轉矩脈動最小化。然而，該控制方案需要轉矩轉化為電流，電流轉化為磁鏈再進行磁鏈控制，在轉矩-電流-磁鏈的轉換過程中難免出現誤差，并不能精確的抑制轉矩脈動。有的研究通過預測磁鏈范圍改進直接瞬時轉矩控制，建立磁鏈和電流觀測器預測磁鏈通過磁鏈控制轉矩以減小轉矩脈動。

還有些研究提出基于相平面變結構的SRM直接轉矩控制的磁鏈是固定不變的，但是在SRM運行過程中，固定不變的磁鏈幅值會增加SRM啟動時的轉矩脈動。

獲得準確的轉矩-磁鏈模型和參考磁鏈，是實現基于轉矩-磁鏈模型的SRM轉矩控制關鍵技術。

發明內容

本發明的目的是設計一種動態神經網絡自適應逆的SRM轉矩控制方法，根據SRM轉矩和磁鏈的非線性特性，以系統k時刻的前一時刻k-1時刻的實際總磁鏈，RBF神經網絡辨識輸出的前一時刻的參考磁鏈和參考轉矩，作為RBF神經網絡的輸入信號，RBF神經網絡的輸出為參考磁鏈，構成動態RBF神經網絡，即轉矩-磁鏈模型；轉矩偏差經比例與微分控制(PD控制)得到控制量，該控制量經預處理作為RBF神經網絡自適應逆控制的學習偏差，且該控制量經濾波處理，作為參考磁鏈的一部分，對轉矩-磁鏈模型輸出的參考磁鏈進行補償。總參考磁鏈與實際總磁鏈比較，得到磁鏈偏差，分配到各相，經各相磁鏈偏差滯環控制，有效抑制開關磁阻電機的轉矩脈動。

本發明的另一目的是根據上述動態RBF神經網絡自適應逆的SRM轉矩控制方法設計一種動態RBF神經網絡自適應逆的SRM轉矩控制系統。本系統微處理器連接磁鏈滯環控制器，磁鏈滯環控制器的輸出接入功率變換器，功率變換器的三相輸出分別控制電機三相電流和電壓。開關磁阻電機上還安裝轉子位置角傳感器、轉矩傳感器及輸出電壓電流傳感器，微處理器的程序存儲器含有對應本控制方法的各程序模塊。

本發明針對轉矩脈動，進行學習偏差預處理，減小轉矩脈動所帶來的神經網絡權值學習過程的波動，加快神經網絡建模速度和提高建模精度，適應快速的電機控制要求；采用反饋誤差學習方法，實現神經網絡學習；在控制通道加入濾波，減小轉矩脈動對參考磁鏈的影響，實現SRM轉矩的有效控制。

本發明設計的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