[發明專利]基于永磁直線同步電機的BP神經網絡優化混沌控制方法

在審

• 申請號: 201910313252.2
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110086391A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 黃俊豪;楊俊華;葉劍杲;譚綺儀
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P25/064
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種基于永磁直線同步電機的BP神經網絡優化混沌控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立永磁直線同步電機解耦數學模型

首先建立基于d-q軸坐標系的永磁直線同步電機數學模型，對該數學模型進行仿射變換和時標變換，得到永磁直線同步電機的混沌模型；通過構造狀態反饋矩陣和輸入變換矩陣進行解耦，建立永磁同步電機解耦數學模型；

步驟2，通過滑模控制設計對d軸電流的控制器以及對q軸電流與轉速v的控制器；

步驟3，利用BP神經網絡擬合優化滑模控制參數。

2.如權利要求1所述的基于永磁直線同步電機的BP神經網絡優化混沌控制方法，其特征在于，所述的基于d-q軸坐標系的永磁直線同步電機數學模型為：

式中F_f＝F_df+F_Lf，L_d、L_q是經派克變換后的d軸、q軸電感，i_d、i_q是d軸、q軸電流，u_d、u_q是d軸、q軸電壓，在氣隙均勻時，L_q＝L_q；v是電機運動轉速，M是動子質量，B是粘滯系數，R_s是動子電阻，τ_n是極距，Ψ_f是有效磁鏈，F_Lf是負載力，F_df是邊緣效應阻力，F_dfm是邊緣效應阻力波動幅值，s是動子的直線位移，θ₀是起始電角度，參數上標圓點表示一階導數。

3.如權利要求1所述的基于永磁直線同步電機的BP神經網絡優化混沌控制方法，其特征在于，所述對該數學模型進行仿射變換和時標變換，得到永磁直線同步電機的混沌模型，包括：

針對式1進行如下仿射變換和時標變換：

式中x＝[i_d i_q v]^T，于是，式1簡化為：

參數的上標“∧”表示該參數經過仿射變換和時標變換后的參數，忽略上標，則永磁直線同步電機的混沌模型為：

式3、式4中，γ為外部輸入參數。

4.如權利要求1所述的基于永磁直線同步電機的BP神經網絡優化混沌控制方法，其特征在于，所述的通過構造狀態反饋矩陣和輸入變換矩陣進行解耦，建立永磁同步電機解耦數學模型，包括：

針對式4狀態方程i_d和i_q之間的耦合關系寫成矩陣形式：

以d、q軸電流為輸出，記為Y，有：

Y＝CI 式6

K、F為狀態反饋矩陣和輸入變換矩陣。

依據經典控制理論，構造狀態反饋矩陣如下：

進一步獲得含解耦控制器的系統狀態方程：

結合上式，可對解耦后的狀態方程化簡，得到式9：

到此，完成d、q軸電流的解耦，得到解耦數學模型；式中分別為輸入解耦控制器的控制信號，可設置為常數。