LS-SVM無軸承異步電機多變量非線性解耦控制研究.pdf

1、無軸承異步電機作為一種新型電機，既有傳統(tǒng)電機的驅(qū)動能力，又可以產(chǎn)生支撐轉(zhuǎn)子懸浮的徑向懸浮力。其因為具有無摩擦、功耗小、可靠性較高等優(yōu)點，已經(jīng)在越來越多的領(lǐng)域得到運用，并且其研究價值及應(yīng)用價值也正得到更多人的關(guān)注。無軸承異步電機的轉(zhuǎn)子能夠懸浮是因為在定子槽中疊加了一套懸浮繞組，從而打破電機中原有的對稱性磁密分布，使麥克斯韋合力不為0。也正因此，電機的懸浮部分與轉(zhuǎn)矩部分有非常強的耦合性，使無軸承異步電機變?yōu)橐粋€非常復(fù)雜的非線性耦合系統(tǒng)。

2、r>　　本文在國家自然基金(61174055)以及江蘇省“青藍工程”項目的支持下，針對無軸承異步電機的非線性強耦合的特點，重點研究了如何對系統(tǒng)進行線性化解耦控制以提高系統(tǒng)的控制精度及可靠性問題，并且使用LS-SVM(leastsquares support vector machine)方法對懸浮部分進行了位移預(yù)測。論文的主要工作包括以下幾點:
　　首先通過綜合國內(nèi)外的參考資料，分析并總結(jié)了無軸承異步電機的研究背景、發(fā)展情況、以及

3、發(fā)展趨勢。根據(jù)其工作原理以及內(nèi)部磁力分布，分別推導(dǎo)出了BIM(bearingless induction motor)的旋轉(zhuǎn)部分以及懸浮部分的數(shù)學(xué)模型，并且在Matlab仿真軟件中進行模型正確性的驗證。
　　其次，介紹了逆系統(tǒng)解耦方法以及最小二乘支持向量機理論。通過兩者的結(jié)合，設(shè)計了基于LS-SVM逆的無軸承異步電機解耦控制方法。此方法是在LS-SVM辨識出的原系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建偽線性系統(tǒng)，將系統(tǒng)解耦成四個獨立系統(tǒng)。為了實現(xiàn)更

4、好的控制效果，選擇了模糊自適應(yīng)PID控制器對系統(tǒng)進行閉環(huán)控制。在系統(tǒng)的懸浮部分，添加了LS-SVM位移預(yù)測模型，實現(xiàn)自檢測功能。Matlab仿真結(jié)果顯示:復(fù)合閉環(huán)控制取得了較好的解耦控制效果，保證了系統(tǒng)的動態(tài)性能及抗干擾能力。同時位移預(yù)測模型的效果較好。
　　最后，搭建了無軸承異步電機系統(tǒng)的數(shù)字控制平臺。此平臺是以dSPACE為核心工具，再借助外圍硬件電路將電機與PC、dSPACE相連接，形成閉環(huán)控制。在線試驗給出了系統(tǒng)各部分的監(jiān)