基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機參數(shù)辨識方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機參數(shù)辨識方法，該方法采用了一個兩層的線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合電機的矢量控制策略，先用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對采集的電機電流轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進行離線訓練，在達到滿足要求的控制精度以后，將離線訓練得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線學習的初始值，然后對系統(tǒng)進行在線學習調(diào)整。通過最速下降法在線調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值，使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出接近于實際值，進而得到電機的定子電阻、交直軸電感以及轉(zhuǎn)子磁鏈的估計值。
【專利說明】基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機參數(shù)辨識方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及伺服控制系統(tǒng)的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁 同步電機參數(shù)辨識方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 永磁同步電動機（PMSM)轉(zhuǎn)速與電源頻率嚴格保持同步，具有體積小、質(zhì)量輕、功 率因數(shù)高、效率高、磁通密度高、動態(tài)響應(yīng)快、可靠性高、無需維護、嚴格的轉(zhuǎn)速同步性和寬 調(diào)速范圍等優(yōu)點。經(jīng)過二十多年的發(fā)展，永磁同步交流伺服系統(tǒng)已在運動控制領(lǐng)域取得了 廣泛的應(yīng)用。
[0003] 現(xiàn)代高性能數(shù)控機床和機器人的飛速發(fā)展要求其驅(qū)動系統(tǒng)具有更高的精度和更 好的控制性能，這就對PMSM提出了高精度的控制策略要求。PMSM控制器的設(shè)計方法一般要 求對系統(tǒng)參數(shù)的精確了解以便對控制規(guī)律進行整定。然而在實際運行中，系統(tǒng)的參數(shù)會經(jīng) 常變化，要保證優(yōu)良的系統(tǒng)性能必須對控制器進行相應(yīng)的調(diào)整。所以，各種辨識算法被研究 用來辨識電機系統(tǒng)的未知參數(shù)。
[0004] 自適應(yīng)控制、魯棒控制、智能控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制等先進的控制技術(shù)在PMSM的 控制中都有了成功的應(yīng)用，但這些控制方法都存在一定的局限性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)越的逼近能力、容錯能力、自適應(yīng)能力和自學習 能力等特性，克服PMSM系統(tǒng)的參數(shù)變化和外界擾動的不良影響，以實現(xiàn)具有完全自適應(yīng)能 力的高性能PMSM控制器，達到高精度的控制要求。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同 步電機參數(shù)辨識方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0007] 第一步、將永磁同步電機作為被控對象，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識得到永磁同步電機的 各種參數(shù)，其中，永磁同步電機離散化模型為iq(k) = aiJk-D + PuJk-D + YcoGc-l)^ 中，iq(k)為永磁同步電機在時刻k的q軸電流，iq(k-l)為永磁同步電機在時刻k_l的q 軸電流，u q(k-l)為永磁同步電機在時刻k_l的q軸電壓，《 (k_l)為永磁同步電機在時刻 k_l的轉(zhuǎn)速，

【權(quán)利要求】
1. 一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機參數(shù)辨識方法，其特征在于，包括以下步 驟： 第一步、將永磁同步電機作為被控對象，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識得到永磁同步電機的各種 參數(shù)，其中，永磁同步電機離散化模型為iq(k) = ai^k-D + euJk-D + YG^k-lhS*， iq(k)為永磁同步電機在時亥Ij k的q軸電流，iq(k_l)為永磁同步電機在時亥Ij k_l的q軸電 流，uq(k-l)為永磁同步電機在時刻k-Ι的q軸電壓，ω (k-Ι)為永磁同步電機在時刻k-1
的轉(zhuǎn)速，a =< Rs為永磁同步電機的定子電阻，Ts為米樣時間，Lq 為永磁同步電機的q軸電感，P/為永磁同步電機的轉(zhuǎn)子磁鏈，則通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識得到永 磁同步電機的各種參數(shù)包括以下步驟： 步驟1. 1、利用多組歷史的數(shù)據(jù)及ω (k-Ι)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行離 線訓練，通過變學習速率的最速下降法來調(diào)節(jié)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值α、β和Y，當達到滿足要 求的性能指標后，將離線訓練得到的權(quán)值a、β和 Υ的估計值作為在線學習的初始值； 步驟1.2、對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行在線學習調(diào)整，通過最速變學習速率的最速下降法來調(diào)節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值，使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的永磁同步電機的q軸電流估計值接近于永磁 同步電機的q軸電流實際值i q(k)，從而得到時變的權(quán)值a、β和Υ的估計值^、I和 進而得到永磁同步電機的定子電阻R s、q軸電感Lq及轉(zhuǎn)子磁鏈f/的辨識值，分別為：
第二步、根據(jù)辨識得到的參數(shù)估計值設(shè)計神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自校正控制律：
.式中，co*(k-l)為時刻k-Ι的永磁同步電機 的轉(zhuǎn)速設(shè)定值，<(幻為時刻k的永磁同步電機的q軸電流設(shè)定值。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機參數(shù)辨識方法，其特征 在于，在所述步驟I. 1及所述步驟1. 2中，通過最速變學習速率的最速下降法來調(diào)節(jié)神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)的權(quán)值時，取性能指標函數(shù)為《
安J對加權(quán)系數(shù)的負 梯度方向搜索調(diào)整，則有々神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值，Hi 為學習速率。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機參數(shù)辨識方法，其特征 在于，采用增加動量項的方法對AWiGO進行改進，有：
I，式中，ξ為動量因子。
【文檔編號】H02P21/14GK104378038SQ201410657560
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】周武能, 王菊平, 劉峙飛, 孔超波, 田波, 丁曹凱 申請人:東華大學, 上海鮑麥克斯電子科技有限公司