[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

本發明公開了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，該方法首先建立基于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；在此基礎上，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；最后利用BP神經網絡擬合優化滑模控制參數。本發明實現對永磁直線同步電機的混沌脫離與穩定控制。

技術領域

本發明涉及波浪發電技術領域，特別涉及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。

背景技術

自從21世紀以來，環境污染和能源危機作為近年來世界各國人民最關心的兩個問題。隨著世界各國經濟的快速發展，對煤炭、天燃氣、石油等有限的不可再生能源的需求越來越大，直接導致了能源缺乏的情況。地球海洋面積占了全球百分之七十，波浪能具有可再生、無污染、分布廣，可利用時間長的優勢在未來的新能源開發中具有很好的前景。因此，波浪發電在近年來受到越來越多人的親睞。

自20世紀50年代滑提出以來，滑模控制已逐漸發展完善，并已廣泛應用到各種工業控制里。滑模控制能夠對非線性系統實現良好控制，對離散時間系統的建立良好的設計標準。滑模控制的重要的優點是魯棒性，當系統處于滑動模型，對被控對象的模型誤差、對象參數的變化以及外部干擾有極佳的不敏感性。但是滑模控制的效果受其控制參數的影響。近年來神經網絡迅速發展并且得到廣泛應用，也越來越多的研究將神經網絡用于各種控制方法的優化中。

目前針對永磁直線同步電機的研究較少，有關永磁直線電機混沌運動分析與控制較少。實際上，在某些特定工作條件下，永磁直線同步電機系統亦會呈現混沌運行特性，可表現為定轉子電流、轉速及轉矩的劇烈振蕩，控制性能的不穩定，系統不規則電磁噪聲等。目前的電機混沌現象研究，集中于混沌現象鑒別并預測此類非線性現象，采用經典理論難以解釋。

發明內容

本發明針對永磁直線同步電機的混沌現象及其控制問題，根據電機d-q軸數學模型，導出非線性微分方程，構造解耦模型，基于解耦模型，采用滑模法設計系統控制器；通過BP神經網絡建立控制參數模型進行擬合，尋出總體控制效果最佳的控制參數，使控制器可讓電機系統迅速達到穩定狀態，實現目標的混沌脫離與控制。

為了實現上述任務，本發明采用以下技術方案：

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，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。

進一步地，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：