磁悬浮开关磁阻电机的支持向量机逆全解耦控制 - 江苏大学.pdfVIP

２０１２年１月 第３３卷　第１期 Ｊａｎ．２０１２ Ｖｏｌ．３３　Ｎｏ．１ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７７７５．２０１２．０１．０１３ 磁悬浮开关磁阻电机的支持向量机逆全解耦控制 周云红，孙玉坤，黄永红 （江苏大学 电气信息工程学院，江苏 镇江２１２０１３） 摘要：针对磁悬浮开关磁阻电机（ＢＳＲＭ）运行过程中容易出现磁饱和现象、并且转矩和径向两自 由度悬浮力之间存在严重的非线性强耦合影响，数学模型建立以及解耦控制难度大的问题，新建了 考虑磁饱和效应的数学模型．提出了一种基于最小二乘支持向量机（ＬＳＳＶＭ）的逆模型构建以及解 耦控制方法，实现了径向两自由度悬浮力和转矩的全解耦控制，并且利用ｄＳＰＡＣＥ系统进行了闭环 解耦控制系统的运行试验，以验证模型良好的解耦效果以及对参数变化的较强鲁棒性．结果表明， 该方法融合了ＬＳＳＶＭ的非线性逼近能力与逆系统方法的解耦线性化特点，具有较强的自适应性 和鲁棒性，可以克服以基于无磁饱和假设的各种数学模型为基础的解耦控制方法不适用于ＢＳＲＭ 磁饱和工况的缺陷． 关键词：无轴承电机；开关磁阻电机；非线性解耦；支持向量机；逆系统 中图分类号：ＴＭ８５　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１６７１－７７７５（２０１２）０１－００６０－０５ Ｆｕｌｌｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｏｆｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓｓｗｉｔｃｈｅｄｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｍｏｔｏｒｂａｓｅｄｏｎｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｍａｃｈｉｎｅｉｎｖｅｒｓｅｓｙｓｔｅｍ ＺｈｏｕＹｕｎｈｏｎｇ，ＳｕｎＹｕｋｕｎ，ＨｕａｎｇＹｏｎｇｈｏｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｓａｔｕｒａｔｉｏｎ，ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙａｎｄｃｏｕｐｌｉｎｇ，ｉｔｗａｓｖｅｒｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌａｎｄｒｅａｌｉｚｅｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｆｏｒｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓｓｗｉｔｃｈｅｄｒｅｌｕｃｔａｎｃｅｍｏｔｏｒ（ＢＳＲＭ）．Ｂａｓｅｄｏｎ ｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｍａｃｈｉｎｅ（ＬＳＳＶＭ），ａｎｏｖｅｌｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｉｎｖｏｌｖｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｃｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｖｅｒｓｅｓｙｓｔｅｍｔｏｄｅｃｏｕｐｌｅｒａｄｉａｌｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇｆｏｒｃｅｓａｎｄｔｏｒｑｕｅ．Ｔｈｅｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｄＳＰＡＣＥｐｌａｔｆｏｒｍｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｂｉｌｉｔｙａｎｄ ｔｈｅｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｗｉｔｈｔｉｍｅｖａｒｉａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆ ｂｏｔｈｎｏｎｌｉｎｅａｒａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｏｆＬＳＳＶＭａｎｄｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｉｎｖｅｒｓｅｓｙｓｔｅｍ ｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＬＳＳＶＭｉｎｖｅｒｓｅｓｙｓｔｅｍｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｈａｓｓｔｒｏｎｇａｕｔｏａｄａｐｔｉｖｅｐｅｒｆｏｒ ｍａｎｃｅａｎｄｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ．Ｔｈｅｕｎｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｍａｇｎｅｔｉｃｓａｔｕｒａｔｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｍｏｄｅｌｓａｎｄｃｏｒｒｅ ｓｐｏｎｄｉｎｇｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｗｈｉｃｈａｒｅｂａｓｅｄｏｎｎｏｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓｃａｎｂｅｓｏｌｖｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓｍｏｔｏｒ；ｓｗｉｔｃｈｅｄｒｅ