五自由度无轴承异步电机动态解耦控制-江苏科技大学学报.pdfVIP

第３１卷第１期 江苏科技大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ３１ Ｎｏ１ 　 ２０１７年２月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）　 Ｆｅｂ．２０１７ 　　　　　　 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１７．０１．０１７ 五自由度无轴承异步电机动态解耦控制 １ １ １ １ ２ 陈　林 ，杨泽斌 ，陈　正 ，李方利 ，孙晓东 （１．江苏大学 电气信息工程学院，镇江２１２０１３） （２．江苏大学 汽车工程研究院，镇江２１２０１３） 摘　要：为实现五自由度无轴承异步电机高精度动态解耦控制，提出一种基于最小二乘支持向量机逆的解耦控制方法．首 先，建立五自由度无轴承异步电机数学模型并进行可逆性分析，然后，利用最小二乘支持向量机在有限数据样本下对高维 非线性函数的回归能力来辨识五自由度无轴承异步电机逆模型，并利用粒子群算法优化最小二乘支持向量机的参数，以提 高对逆模型的拟合和预测精度，最后，将最小二乘支持向量机逆与原系统相串联得到伪线性系统，并设计ＰＩＤ闭环控制器 对五自由度无轴承异步电机进行复合控制，实现了原系统径向位移、轴向位移、转速以及磁链间的非线性动态解耦．仿真研 究验证了该控制策略的有效性． 关键词：无轴承异步电机；磁轴承；逆系统；最小二乘支持向量机；解耦控制 中图分类号：ＴＭ３４６　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１６７３－４８０７（２０１７）０１－００８８－０７ Ｄｙｎａｍｉｃｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｏｆ５ｄｅｇｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍ ｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒ １ １ １ １ ２ ＣＨＥＮＬｉｎ，ＹＡＮＧＺｅｂｉｎ ，ＣＨＥＮＺｈｅｎｇ，ＬＩＦａｎｇｌｉ，ＳＵＮＸｉａｏｄｏｎｇ （１．ＳｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ） （２．ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅ５ｄｅｇｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒ（ＢＩＭ），ａｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｍａｃｈｉｎｅｉｎｖｅｒｓｅ （ＬＳＳＶＭＩ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆ５ｄｅｇｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍＢＩＭｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｔｈｅｒｅ ｖｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｉｎｖｅｒｓｅｍｏｄｅｌｗａｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｕｓｉｎｇＬＳＳＶＭｗｈｉｃｈｈａｓａｇｏｏｄｆｉｔｔｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙｔｏｈｉｇｈｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｏｎｌｉｎｅａｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈｌｉｍｉｔｅｄｓａｍｐｌｅｓ，ａｎｄｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏ ｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＬＳＳＶＭ，ｓｏａｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｆｉｔｔｉｎｇａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｉｎ ｖｅｒｓｅｍｏｄｅｌ．ＴｈｅＬＳＳＶＭｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｙｓｔ