無軸承同步磁阻電機基於支持向量機逆系統複合控制器的製作方法

2023-05-10 18:00:56 2

專利名稱：無軸承同步磁阻電機基於支持向量機逆系統複合控制器的製作方法
技術領域：
本發明是一種無軸承同步磁阻電機支持向量機逆系統複合控制器,適用於無軸承同步磁阻電機的高性能控制。無軸承同步磁阻電機在工具機電主軸、渦輪分子泵、離心機、壓 縮機、飛輪貯能、航空航天等特殊電氣傳動領域具有廣泛的使用前景,屬於電力傳動控制設 備的技術領域。
背景技術：
無軸承同步磁阻電機能滿足現代工業對高轉速、無潤滑、無摩擦、免維修的高性能 驅動電機的要求,它是一種既具有磁軸承優良性能,又兼備同步磁阻電機特點為一體的新 型電機，同傳統電機相比具有無與倫比的優點，並且同磁軸承支承的電機相比也有諸多優 勢，因其轉子上省略了永磁體，也無勵磁繞組，更加適合於高速應用領域。無軸承同步磁阻電機是一個非線性、強耦合的多變量系統。電機在帶動負載實現 懸浮運行時，因轉矩電流分量的存在，致使電磁轉矩和徑向懸浮力之間以及徑向懸浮力自 身在兩垂直方向上存有相互耦合，電磁轉矩的波動將導致整個控制系統的失穩。因此,負載 條件下必須採用有效的解耦策略實現無軸承同步磁阻電機的多變量解耦控制。無軸承同步磁阻電機控制的特殊性決定其無法像無軸承異步電機和無軸承永磁 同步電機那樣,基於磁場定向控制進行相關公式變換即可實現上述變量間的完全解耦。基 於神經網絡逆控制可以使系統獲得高性能的解耦控制,但同時也使得控制系統變得更加復 雜，加大了系統實現的難度。為實現無軸承同步磁阻電機多變量連續系統解耦控制，進而獲得負載條件下電機 穩定懸浮運行,需採用一些新的控制技術和新的控制方法來實現多變量非線性系統的動態 解耦控制。國內現有的相關專利專利申請號200610085347. 6，名稱為無軸承同步磁阻電 機前饋補償控制器的構造方法，此發明通過構建解耦補償器,對無軸承同步磁阻電機進行 解耦控制。本發明採用支持向量機逆系統方法構建複合控制對象的支持向量機逆系統控制 器將控制對象解耦成偽線性系統,在次基礎上採用線性系統理論設計閉環控制器,實現對 無軸承同步磁阻電機的解耦控制。

發明內容
本發明的目的是提供--種既可實現負載條件下電磁轉矩和徑向懸浮力之間以及 徑向懸浮力自身在兩垂直方向上的解耦控制，又可獲得良好的各項控制性能指標，如轉子 徑向位置動、靜態調節特性及轉矩、速度調節性能的無軸承同步磁阻電機基於支持向量機 逆系統複合控制器。無軸承同步磁阻電機基於支持向量機逆系統複合控制器,包括閉環控制器、支持 向量機逆系統控制器、1號和2號兩個擴展的電流滯環PWM逆變器，所述1號和2號兩個擴 展的電流滯環PWM逆變器的輸出信號輸入無軸承同步磁阻電機，無軸承同步磁阻電機輸出轉速量η和徑向位移量χ、y,無軸承同步磁阻電機和兩個擴展的電流滯環PWM逆變器組成 複合被控對象；所述閉環控制器以複合被控對象給定轉速量f和輸出的轉速量η的差值， 以及複合被控對象給定徑向位移量χ*、y*與輸出的徑向位移量χ、ι的差值為輸入信號，輸 出轉速命令值泌和徑向位移命令值瘧，舞至支持向量機逆系統控制器,支持向量機逆系統 控制器輸出的轉矩繞組在q軸____丨二電流分量參考值i/和徑向懸浮力繞組在x、y軸上電流分 量的參考值ix/、i/至兩個擴展的電流滯環PWM逆變器。所述複合被控對象中,所述無軸承同步磁阻電機由轉矩子系統和懸浮力子系統組 成,所述1號和2號擴展的電流滯環P麗逆變器分別由Park逆變換、Clark逆變換和電流 滯環PWM逆變器依次連接組成，1號擴展的電流滯環PWM逆變器和轉矩子系統組成第一複合 被控對象，2號擴展的電流滯環PWM逆變器和懸浮力子系統組成第二複合被控對象；所述支 持向量機逆系統控制器輸出轉矩繞組在q軸上電流分量參考值i/至1號擴展的電流滯環 PWM逆變器,支持向量機逆系統控制器輸出徑向懸浮力繞組在χ、y軸上電流分量的參考值 χ2*、 2*至2號擴展的電流滯環PWM逆變器，1號擴展的電流滯環PWM逆變器以轉矩繞組在 q軸上電流分量參考值i/和勵磁電流分量為i/為輸入量，輸出電流信號至轉矩子系統的 轉矩繞組,2號擴展的電流滯環PWM逆變器輸出電流信號至懸浮力子系統的懸浮繞組。所述閉環控制器由轉速控制器和兩個轉子位置控制器組成,所述的轉速控制器的 輸入為所述轉矩子系統給定轉速量與輸出的轉速量η的差值，所述第一轉子位置控制器 的輸入為所述懸浮力子系統給定位移量Z與輸出的χ方向位移量Χ的差值，所述第二轉子 位置控制器的輸入為所述懸浮力子系統給定徑向位移量f與輸出的y方向的位移量的差 值；所述轉速控制器輸出轉速命令值戚至支持向量機逆系統控制器，所述第一轉子位置控 制器輸出χ方向的位移命令值座至支持向量機逆系統控制器，所述第二轉子位置控制器輸 出y方向的位移命令值舞至支持向量機逆系統控制器。本發明中，首先將兩個電流滯環PWM逆變器、兩個Park逆變換和兩個Clark逆變 換共同組成兩個擴展的電流滯環PWM逆變器作為其後構造的基於支持向量機逆系統複合 控制器的一部分；然後將被控的無軸承同步磁阻電機與兩個擴展的電流滯環PWM逆變器作 為一個整體組成複合被控對象,複合被控對象的被控量是電機轉速和轉子徑向位移；根據 被控對象數學模型，構建其支持向量機逆系統控制器；接下來將基於支持向量機逆系統控 制器置於複合被控對象之前，從而實現徑向懸浮力與電磁轉矩之間的解耦控制，也實現了 徑向懸浮力在兩垂直方向上的解耦控制；在此基礎上，分別設計轉速控制器、兩個轉子位 置控制器,並由轉速控制器和轉子位置控制器構成線性閉環控制器；最後將線性閉環控制 器、支持向量機逆系統控制器和兩個擴展的電流滯環PWM逆變器共同構成支持向量機逆系 統複合控制器來對無軸承同步磁阻電機進行控制,從而實現電機的多變量連續系統解耦控 制，以獲得良好的控制性能指標。本發明通過構造支持向量機逆系統複合控制器實現負載條件下無軸承同步磁阻電機解耦控制，所述支持向量機逆系統控制器基於轉矩平衡方程和徑向懸浮力方程它們分 別對應的微分方程構造，根據兩個子系統的相對階數,確定轉矩子系統和懸浮力子系統分 別對應的逆系統的3個擬合因子,線性閉環控制器輸出轉速命令值和徑向位移命令值以及 複合被控對象的輸出作為支持向量機逆系統複合控制器的輸入,支持向量機逆系統控制器 的輸出作為的複合被控子對象的輸入。
所述支持向量機逆系統控制器具體構成是先假定電機轉矩繞組的勵磁電流分 量為idl,轉矩電流分量為iql,閉環控制器輸出的轉速命令值為忐和徑向位移命令值為 M*,葬*，則支持向量機逆系統控制器輸出的在q軸上轉矩繞組電流分量參考值i/和χ、y 軸上徑向懸浮力繞組電流分量的參考值ix/、i/分別由轉矩子系統和懸浮力子系統支持 向量機逆系統學習機通過對輸入數據的辨識確定。由於轉矩子系統的輸入階次σ1 = ο, 輸出階次ε:ι = 1，相對階次α:ι = 1，懸浮力子系統的輸入階次σ2= σ3 = 0，，輸出階 次ε 2 = ε 3 = 2,相對階次《 2 = 3 = 2，則可以確定該複雜非線性連續系統的逆系統所
對應的3個支持向量學習機的擬合因子向量分別為& 〗，χ2=[ Sx igi iy2
裡 g
X3={y y iql ix2 x]，根據最小二乘支持向量機逆系統解耦原理，可通過對輸入數據 對的訓練獲得相應的輸入向量係數a和閾值b,根據當前輸入可辨識出無軸承同步磁 阻電機這個多變量非線性強耦合連續系統所對應的逆系統為岣=i>$ ，岑)+&ι，
U2=J^afKiXf,X2) + b2 ,U3 =^K(X%X3) + b3，11:|、112、113分別為無軸承同步磁阻電機的原 =1 f-1
系統輸入iql*、ix2*. i/，而a1、a2、a3、Ivbyb3為與U1、U2、U3相對應的輸入向量係數和閾值。將原系統串接支持向量機逆系統複合控制器後解除了無軸承同步磁阻電機電磁 轉矩和徑向懸浮力之間以及徑向懸浮力自身在兩垂直方向上的耦合關係，不僅實現了電磁 轉矩和徑向懸浮力之間的獨立控制，而且可分別獨立實現徑向懸浮力自身在兩垂直方向____I:: 的有效控制,獲得良好得轉速和位置調節性能。採用支持向量機逆系統複合控制器得到的 控制系統結構十分簡單,易於工程實現。本發明的優點在於1.採用支持向量機逆系統解耦策略，實現了無軸承同步磁阻電機這一被控量(無 軸承同步磁阻電機轉子兩個徑向位置和轉速)相互耦合的四輸入(無軸承同步磁阻電機的 兩個位置給定、轉速給定及勵磁給定)三輸出(無軸承同步磁阻電機轉子的兩個徑向位置 和轉速)複雜非線性強耦合系統的解耦控制,並可進一步優化設計線性閉環控制器,可獲 得高性能的轉速、位置控制以及抗負載擾動的懸浮運行性能。2.採用支持向量機逆系統複合控制器實現了無軸承同步磁阻電機的多變量之間 的獨立控制,有效克服了無軸承同步磁阻電機基於磁場定向僅僅進行公式變換無法實現解 耦控制這一難題，同時克服了採用神經網絡逆等控制算法使得控制系統更加複雜和實現難 度加大等缺陷，採用支持向量機逆系統複合控制器的無軸承同步磁阻電機控制系統結構最 為簡單,實現方便，響應快速，系統具有良好的實時性。本發明可用於構造支持向量機逆系統複合控制器對無軸承同步磁阻電機負載懸 浮運行進行有效解耦控制,可獲得良好的控制性能，具有很高的應用價值。


圖1是擴展的電流滯環PWM逆變器的結構圖。圖2是無軸承同步磁阻電機的原理結構圖。圖3是無軸承同步磁阻電機的數學模型示意圖和對應的擴展的電流滯環PWM逆變器的原理結構圖。圖4是無軸承同步磁阻電機的數學模型示意圖和對應的擴展的電流滯環PWM逆變 器2的原理結構圖。圖5是無軸承同步磁阻電機四輸入和三輸出的等效框圖。圖6是無軸承同步磁阻電機支持向量機逆系統控制器的具體原理結構圖。圖7是由線性閉環控制器、支持向量機逆系統控制器和複合被控對象組成的整個控制系統的原理框圖。圖8是採用支持向量機逆系統複合控制器對無軸承同步磁阻電機進行控制的完 整的原理框圖。圖9是採用單DSP作為支持向量機逆系統複合控制器的本發明裝置組成示意圖。 其中有DSP控制器70、光電編碼器71、電渦流位移傳感器72。圖1.0是以DSP為控制器的實現本發明的系統軟體框圖。
具體實施例方式如圖1所示，圖1是由電流滯環PWM逆變器22與坐標變換21共同組成的擴展的 電流滯環PWM逆變器2的結構圖。其中坐標變換21由Park逆變換和Clark逆變換組成。 由電流滯環PWM逆變器22、Park逆變換和Clark逆變換共同形成擴展的電流滯環PWM逆變 器2，此擴展的電流滯環PWM逆變器2作為整個支持向量機逆系統複合控制器的一個組成部 分。如圖2所示，圖2是以擴展的電流滯環PWM逆變器2驅動的無軸承同步磁阻電機1 的原理結構圖(複合被控對象4)。其中有無軸承同步磁阻電機1(轉矩繞組和懸浮繞組)、 兩個擴展的電流滯環PWM逆變器2a、2b。將兩個擴展的電流滯環PWM逆變器2a、2b與無軸 承同步磁阻電機1構成一個複合被控對象4，該複合被控對象4由無軸承同步磁阻電機轉矩 繞組和懸浮繞組分別對應的兩個複合被控子對象41、42組成。如圖3所示，圖3是無軸承同步磁阻電機1(轉矩繞組)的數學模型示意圖和對應 的1號擴展的電流滯環PWM逆變器2a的原理結構圖，以及由兩者組成的等效框圖，即複合 被控子對象41。無軸承同步磁阻電機1由轉矩子系統11和懸浮力子系統12組成，1號擴 展的電流滯環PWM逆變器2a分別由Park逆變換、Clark逆變換和電流滯環PWM逆變器22 依次連接組成,Park逆變換和Clark逆變換組成坐標變化21。1號擴展的電流滯環PWM逆 變器2a和轉矩子系統11組成第一複合被控對象41。如圖4所示，圖4是無軸承同步磁阻電機1 (懸浮繞組)的數學模型示意圖和對應 的2號擴展的電流滯環PMl逆變器2b的原理結構圖，以及由兩者組成的等效框圖，即複合 被控子對象42。2號擴展的電流滯環PWM逆變器2b和懸浮力子系統12組成第二複合被控 對象42。如圖5所示，圖5是無軸承同步磁阻電機1四個輸入(兩個擴展的電流滯環PWM 逆變器2a、2b的輸出)和三輸出(無軸承同步磁阻電機轉速和轉子徑向位移)的等效框圖 (複合被控對象4)。複合被控對象41和複合被控對象42組成複合被控對象4。如圖8所示，無軸承同步磁阻電機基於支持向量機逆系統複合控制器6，包括閉環 控制器5、支持向量機逆系統控制器3、1號和2號兩個擴展的電流滯環PWM逆變器2a、2b，1號和2號兩個擴展的電流滯環PWM逆變器2a、2b的輸出信號輸入無軸承同步磁阻電機1,無軸承同步磁阻電機1輸出轉速量η和徑向位移量χ、y，無軸承同步磁阻電機1和兩個擴展 的電流滯環PWM逆變器2a、2b組成複合被控對象4。閉環控制器5以給定轉速量^與複合 被控對象4輸出轉速量η的差值，以及給定徑向位移量/、/與複合被控對象輸出徑向位移 量x、y的差值為輸入信號，輸出轉速命令值政和徑向位移命令值&，舞至支持向量機逆系 統控制器3,支持向量機逆系統控制器3輸出的轉矩繞組在q軸上電流分量參考值i/和徑 向懸浮力繞組在X、y軸上電流分量參考值ix2\ iy2*至兩個擴展的電流滯環PWM逆變器2。支持向量機逆系統控制器3輸出轉矩繞組在q軸上電流分量參考值i/至1號擴 展的電流滯環PWM逆變器2a，支持向量機逆系統控制器3輸出徑向懸浮力繞組在x、y軸上 電流分量的參考值ix/、i/至2號擴展的電流滯環PWM逆變器2b，1號擴展的電流滯環PWM 逆變器2a以轉矩繞組在q軸上電流分量參考值和勵磁電流分量為i/為輸入量，輸出 電流信號至轉矩子系統11的轉矩繞組,2號擴展的電流滯環PWM逆變器2b輸出電流信號懸 浮力子系統的懸浮繞組12。如圖7所示』閉環控制器5由轉速控制器51和兩個轉子位置控制器52,53組成。 轉速控制器51的輸入為所述轉矩子系統11給定轉速量η*與輸出的轉速量η的差值,第一 轉子位置控制器52的輸入為所述懸浮力子系統12給定位移量Z與輸出的χ方向的位移 量的差值，第二轉子位置控制器53的輸入為所述懸浮力子系統12給定徑向位移量/與輸 出的y方向的位移量y的差值。轉速控制器51輸出轉速命令值忐至支持向量機逆系統控 制器3，第一轉子位置控制器52輸出χ方向的位移命令值Jfe至支持向量機逆系統控制器3， 第二轉子位置控制器53輸出y方向的位移命令值#至支持向量機逆系統控制器3。支持向量機逆系統控制器3串接在無軸承同步磁阻電機複合被控子對象4之前， 實現系統的解耦控制；採用線性系統理論設計PID控制器或其他設計方法，分別構出轉速 控制器51和兩個轉子位置控制器52,53組成的線性閉環控制器。最終形成由線性閉環控 制器5、支持向量機逆系統控制器3、擴展的電流滯環PWM逆變器2a、2b共3個部分組成的 支持向量機逆系統複合控制器6，來對無軸承同步磁阻電機1進行控制。根據不同的控制要 求,可選擇不同的硬體和軟體來實現。具體實施分以下5步1.構造擴展的電流滯環PWM逆變器。首先由Park逆變換和Clark逆變換組成坐 標變換21，之後將該坐標變換21與常用的電流滯環PWM逆變器22共同組成擴展的電流滯 環PWM逆變器2，此擴展的電流滯環PWM逆變器2以電機轉矩繞組的兩個定子電流分量給定 值或懸浮力繞組的兩個定子電流分量參考值為其輸入(如圖1或圖2所示)。此擴展的電 流滯環PWM逆變器2將作為整個支持向量機逆系統複合控制器的一個組成部分。2.形成複合被控對象。將構造好的1號和2號兩個擴展的電流滯環PWM逆變器 2a,2b與無軸承同步磁阻電機1組成複合被控對象4，該複合被控對象以電機轉矩繞組的兩 個定子電流分量給定值和懸浮力繞組的兩個定子電流分量參考值為其輸入，電機轉速和轉 子兩個徑向位移為其輸出(如圖2、圖3、圖4和圖5所示)。3.構造支持向量機逆系統控制器。基於轉矩運動方程和徑向懸浮力的微分方程， 根據轉矩子系統和懸浮力子系統的相對階數,確定逆系統所對應的擬合因子並進行離線辨 識得到被控對象對應的逆系統(如圖6所示)。支持向量機逆系統控制器3的輸出作為無軸承同步磁阻電機轉矩繞組和懸浮力繞組分別對應的擴展的電流滯環PWM逆變器2a、2b的 輸入。4.構造線性閉環控制器。對轉速子系統和位置子系統分別設計出線性閉環控制器 5 (如圖7左圖虛線框內所示)。線性閉環控制器5採用線性系統理論中的比例積分微分控 制器PID等方法來設計,在本發明給出的實施例中,轉速控制器51採用PI控制器,兩個轉 子位置控制器52,53均選用PID控制器，控制器的參數根據實際控制對象需進行調整。5.形成支持向量機逆系統複合控制器。將支持向量機逆系統控制器3、線性閉環 控制器5、兩個擴展的電流滯環PWM逆變器2a、2b共同形成支持向量機逆系統複合控制器 6(如圖8中大虛框所示)。可根據不同的控制要求採用不同的硬體和軟體來實現。圖9給出了本發明的一種具體實施例的示意圖，其中支持向量機逆系統控制器3、 閉環控制器5、坐標變換21等由數位訊號處理器即DSP控制器70通過軟體來實現。圖10給出了系統實現的軟體流程框圖,數字控制系統軟體主要由主程序模塊和 中斷服務子程序模塊組成。圖10中左圖為主程序模塊,主要完成初始化、顯示初值、循環等 待等功能，圖10中右圖為無軸承同步磁阻電機轉 速、位置控制中斷服務子程序模塊，是系 統實現的核心程序模塊，主要完成無軸承同步磁阻電機電磁轉矩和徑向懸浮力的解耦獨立 控制。根據以上所述，便可實現本發明。
權利要求
無軸承同步磁阻電機基於支持向量機逆系統複合控制器，其特徵在於，該複合控制器包括閉環控制器(5)、支持向量機逆系統控制器(3)、1號和2號兩個擴展的電流滯環PWM逆變器(2a、2b)，所述1號和2號兩個擴展的電流滯環PWM逆變器(2a、2b)的輸出信號輸入無軸承同步磁阻電機(1)，無軸承同步磁阻電機(1)輸出轉速量n和徑向位移量x、y，無軸承同步磁阻電機(1)和兩個擴展的電流滯環PWM逆變器(2a、2b)組成複合被控對象(4)；所述閉環控制器(5)以複合被控對象(4)給定轉速量n*和輸出的轉速量n的差值，以及複合被控對象(4)給定徑向位移量x*、y*與輸出的徑向位移量x、y的差值為輸入信號，輸出轉速命令值和徑向位移命令值至支持向量機逆系統控制器(3)，支持向量機逆系統控制器(3)輸出的轉矩繞組在q軸上電流分量參考值iq1*和徑向懸浮力繞組在x、y軸上電流分量的參考值ix2*、iy2*以及給定的轉矩繞組在d軸上電流分量參考值id1*至兩個擴展的電流滯環PWM逆變器(2a、2b)。FSA00000035928000011.tif,FSA00000035928000012.tif
2.根據權利要求1所述的無軸承同步磁阻電機基於支持向量機逆系統複合控制器,其 特徵在於，所述閉環控制器(5)由轉速控制器(51)和兩個轉子位置控制器(52,53)組成， 所述的轉速控制器(51)的輸入為所述轉矩子系統(11)給定轉速量η*與輸出的轉速量η 的差值，所述第一轉子位置控制器(52)的輸入為所述懸浮力子系統(12)給定位移量/與 輸出的χ方向位移量χ的差值,所述第二轉子位置控制器(53)的輸入為所述懸浮力子系統 (12)給定徑向位移量/與輸出的y方向的位移量的差值；所述轉速控制器(51)輸出轉速 命令值滬至支持向量機逆系統控制器(3)，所述第一轉子位置控制器(52)輸出χ方向的位 移命令值豳至支持向量機逆系統控制器(3),所述第二轉子位置控制器(53)輸出y方向的 位移命令值舞至支持向量機逆系統控制器(3)。
3.根據權利要求1或2所述的無軸承同步磁阻電機基於支持向量機逆系統複合控制 器,其特徵在於，所述複合被控對象(4)中，所述無軸承同步磁阻電機(1)由轉矩子系統 (11)和懸浮力子系統(12)組成，所述1號和2號擴展的電流滯環PWM逆變器(2a,2b)分別 由Park逆變換、Clark逆變換和電流滯環PWM逆變器(22)依次連接組成，1號擴展的電流 滯環PMl逆變器(2a)和轉矩子系統(11)組成第一複合被控對象(41),2號擴展的電流滯 環PWM逆變器(2b)和懸浮力子系統(12)組成第二複合被控對象(42)；所述支持向量機逆 系統控制器⑶輸出轉矩繞組在q軸上電流分量參考值iq；至1號擴展的電流滯環PWM逆 變器(2a)，支持向量機逆系統控制器(3)輸出徑向懸浮力繞組在x、y軸上電流分量的參考 值〗ΧΛ i/至2號擴展的電流滯環PWM逆變器(2b)，1號擴展的電流滯環PWM逆變器(2a) 以轉矩繞組在q軸上電流分量參考值i/和勵磁電流分量為為輸入量,輸出電流信號至 轉矩子系統(U)的轉矩繞組，2號擴展的電流滯環PWM逆變器(2b)輸出電流信號至懸浮力 子系統(12)的懸浮繞組。
4.根據權利要求1所述的無軸承同步磁阻電機支持向量機逆系統複合控制器,其特徵 在於,所述支持向量機逆系統控制器(3)基於轉矩平衡方程和徑向懸浮力方程分別對應的 微分方程構造，根據轉矩子系統(11)和懸浮力子系統(12)的相對階數，分別確定對應的逆 系統的3個擬合因子；閉環控制器(5)輸出的轉速命令值戚、徑向位移命令值應和舞及複合 被控對象⑷的輸出η、χ和y作為支持向量機逆系統控制器⑶的輸入，支持向量機逆系 統控制器⑶的輸出i/、ixi；和i/作為的複合被控對象⑷的輸入；支持向量機逆系統控制器(3)具體構成為先假定電機轉矩繞組的勵磁電流分量為i/,轉矩繞組電流分量為 i/，線性閉環控制器(5)輸出的轉速命令值為戒和徑向位移命令值為瘧，夾，則支持向量 機逆系統控制器⑶輸出的q軸上轉矩繞組電流分量參考值i/和x、y軸上徑向懸浮力繞 組電流分量的參考值ix/、i/分別由轉矩子系統(U)和懸浮力子系統(12)支持向量機逆 系統學習機通過對輸入數據的辨識來確定。
5.根據權利要求1所述的無軸承同步磁阻電機支持向量機逆系統複合控制器，其特 徵在於,所述支持向量機逆系統控制器(3)的相對階次和擬合因子確定方法為基於轉矩 平衡方程和徑向懸浮力方程分別對應的微分方程，根據轉矩子系統(U)和懸浮力子系統 (12)的相對階數，確定轉矩子系統(11)和懸浮力子系統(12)對應的逆系統的3個擬合 因子；轉矩子系統(11)的輸入階次σ i = O,輸出階次ε i = 1，相對階次α χ = 1，懸浮力 子系統(12)的輸入階次σ2= σ3 = 0,輸出階次ε 2 = ε 3 = 2,相對階次α 2 = Q3 = 2 ；進而確定該逆系統所對應的3個支持向量學習機的擬合因子向量分別為formula see original document page 3根據最小二乘支持向量機逆系統解耦原理,通過對輸入數據對的訓練獲得相應的輸入向量係數a和閾值b，根據當前輸入X可辨識出無軸承同步磁阻電機這個多變量非線性強耦合連續系統所對應的逆系統分別為 d d dformula see original document page 3別為無軸承同步磁阻電機⑴的原系統輸入i(/、ix/、i/，而Aa^Hbyb3為與U1、U2、 U3相對應的輸入向量係數和閾值，其中，Κ(Χ」 Xj)為核函數。
全文摘要
本發明涉及無軸承同步磁阻電機基於支持向量機逆系統複合控制器，由兩個擴展的電流滯環PWM逆變器、被控的無軸承同步磁阻電機作為一個整體組成複合被控對象；根據被控對象的數學模型，構建其支持向量機逆系統控制器；將支持向量機逆系統控制器串接在無軸承同步磁阻電機複合被控對象之前，以實現電機電磁轉矩和徑向懸浮力之間以及徑向懸浮力自身在兩垂直方向上的解耦控制；在此基礎上，對電機轉速和轉子徑向位置分別設計一個轉速閉環線性控制器和兩個轉子位置閉環線性控制器來構成線性閉環控制器；最後將線性閉環控制器、支持向量機逆系統控制器以及二個擴展的電流滯環PWM逆變器共同構成支持向量機逆系統複合控制器來對無軸承同步磁阻電機進行動態解耦控制。其控制速度和控制精度，以及系統的動靜態性能可以通過調整線性閉環控制器的參數。
文檔編號H02P6/08GK101814892SQ20101011762
公開日2010年8月25日 申請日期2010年3月4日 優先權日2010年3月4日
發明者刁小燕, 孫曉東, 朱熀秋, 李天博, 李衍超, 鄒花蕾 申請人:江蘇大學