[發(fā)明專利]基于確定學習與模式控制的永磁交流伺服智能控制系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110829934A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設計）人: 王孝洪;潘志鋒;江樹人;鄧二凡;高孝君;王聰;黃氏秋江
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 林梅繁

1.基于確定學習與模式控制的永磁交流伺服智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：信號檢測模塊、知識獲取與存儲模塊、基于模式的控制模塊，其中：

信號檢測模塊的輸入端與伺服電機相連，用于檢測伺服電機的信息，輸出分別傳送至知識獲取與存儲模塊和基于模式的控制模塊；

知識獲取與存儲模塊的另一個輸入端來自基于模式的控制模塊，以判斷是否進入確定學習模塊并對非線性動態(tài)進行辨識，輸出傳送至基于模式的控制模塊；

基于模式的控制模塊的另一個輸出端傳送至伺服電機，驅(qū)動伺服電機工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁交流伺服智能控制系統(tǒng)，其特征在于，知識獲取與存儲模塊用于實現(xiàn)對永磁交流伺服系統(tǒng)的非線性動態(tài)進行局部準確神經(jīng)網(wǎng)絡辨識，構(gòu)造相應的經(jīng)驗控制器，并將經(jīng)驗控制器存儲至模式庫中，以便基于模式的控制模塊的快速調(diào)用。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁交流伺服智能控制系統(tǒng)，其特征在于，知識獲取與存儲模塊包括：確定學習模塊、動態(tài)控制器模塊、RBF網(wǎng)絡逼近未知動態(tài)模塊、在線訓練模塊和模式庫模塊，且各模塊采取級聯(lián)的形式；確定學習模塊的輸入分別來自在線訓練模塊、基于模式的控制模塊的動態(tài)估計器和信號檢測模塊的處理結(jié)果；模式庫模塊的輸出分別傳送至基于模式的控制模塊的動態(tài)估計器模塊和經(jīng)驗控制器模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁交流伺服智能控制系統(tǒng)，其特征在于，基于模式的控制模塊用于判斷永磁交流伺服系統(tǒng)的運行模式，并根據(jù)模式庫中的信息快速調(diào)用相應的經(jīng)驗控制器進行切換控制，以實現(xiàn)對伺服電機的智能控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁交流伺服智能控制系統(tǒng)，其特征在于，基于模式的控制模塊包括：動態(tài)估計器模塊、切換控制模塊和經(jīng)驗控制器模塊，其中：動態(tài)估計器模塊的輸入分別來自模式庫和信號檢測模塊的處理結(jié)果，輸出分別傳送至確定學習模塊和切換控制模塊；切換控制模塊的輸出端與經(jīng)驗控制器模塊的輸入端相連接；經(jīng)驗控制器模塊的另一個輸入來自模式庫，輸出端傳送至伺服電機以控制伺服電機實現(xiàn)高性能的運行。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁交流伺服智能控制系統(tǒng)，其特征在于，忽略非線性等因素的影響，伺服電機在兩相靜止坐標系下的數(shù)學模型描述為：

其中，i_α為α軸電流，為i_α的微分量；i_β為β軸電流，為i_β的微分量；θ為電角度，為θ的微分量；ω為電角速度，為ω的微分量；u_α為α軸控制量，u_β為β軸控制量；R為電機電阻；L_α為α軸的電機電感；L_β為β軸的電機電感；J為電機轉(zhuǎn)動慣量；p為電機極對數(shù)；Ψ_f為電機磁鏈；T_L為負載轉(zhuǎn)矩；B為摩擦系數(shù)；T為電磁轉(zhuǎn)矩，其表達式為：

實際中考慮非線性因素的影響，包括：參數(shù)變化、分數(shù)階特性、齒槽轉(zhuǎn)矩、電流諧波和反電動勢諧波，式(1)中會引入未知的非線性動態(tài)，對式(1)進行修正得：

其中，g₁為α軸電流的控制量增益、g₂為β軸電流的控制量增益、g₃₁(θ)和g₃₂(θ)為電角速度的控制量增益；u_α、u_β分別為α軸電流、β軸電流的控制器輸出；γ₁、γ₂、γ₃為非線性動態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的永磁交流伺服智能控制系統(tǒng)，其特征在于，設計三個RBF神經(jīng)網(wǎng)絡作為辨識模型對γ₁、γ₂、γ₃非線性動態(tài)進行辨識。