六相永磁同步直线电机调速系统的多模逆模型辨识方法

摘要

本发明公布了一种六相永磁同步直线电机调速系统的多模逆模型辨识方法，按次级磁链定向时，六相永磁同步直线电机采用初级电流d轴分量id=0控制方法，构成六相永磁同步直线电机调速系统，并验证调速系统数学模型可逆。依据多模型思想，对系统输入输出空间进行划分，利用最小二乘支持向量机（LSSVM）拟合系统局部逆模型中的非线性映射，将各局部逆模型加权输出，建立离线初始逆模型。根据逆模型输出与系统输入的偏差，通过改进的递归最小二乘（RLS）算法自适应调整局部逆模型权值，对初始逆模型在线校正，使其适应对象的变化，提高辨识精度和收敛速度。

主权项

1.一种六相永磁同步直线电机调速系统的多模逆模型辨识方法，其特征在于包括如下步骤：1）采用初级电流d轴分量i_d=0控制方式运行六相永磁同步直线电机调速系统，用随机方波作为输入数据u_q进行激励，并对输入数据u_q、输出数据ω_r进行采样；对采样数据平滑滤波、求取导数和等间隔取样，获取样本数据2）按照电机速度ω_r的低速、中速和高速区间，将样本数据分为三个不同的子空间；以样本数据作为输入、{u_q}作为输出，对各子空间进行LSSVM离线训练；选择高斯函数作为LSSVM核函数，采用常用的交叉验证法获取合适的正则化参数γ和核参数σ，分别得到三个训练好的LSSVM；3）将每个训练好的LSSVM分别加两个积分器构成局部LSSVM逆系统；分别对局部LSSVM逆系统权值赋初值，将三个局部逆系统加权后相加，得到六相永磁同步直线电机调速系统初始逆模型的输出4）利用可变遗忘因子函数λ(k)对RLS算法中进行改进，得到改进RLS算法：$\left\{\begin{array}{c}y\left(k\right)=w^T(k-1)x\left(k\right)\\ e\left(k\right)=d\left(k\right)-y\left(k\right)\\ k\left(k\right)=\frac{p(k-1)x\left(k\right)}{\lambda \left(k\right)+x^T\left(k\right)p(k-1)x\left(k\right)}\\ p\left(k\right)=\frac{1}{\lambda \left(k\right)}[p(k-1)-x^T\left(k\right)k\left(k\right)p(k-1)]\\ w\left(k\right)=w(k-1)+k\left(k\right)e\left(k\right)\\ \lambda (k+1)={\lambda }_{\min }+(1-{\lambda }_{\min })\exp (-\mathrm{int}\left(\rho \right|e\left(k\right)\left|\right))\end{array}\right.$式中，y为改进RLS算法的输出；x=[x₁，x₂，x₃]^T为改进RLS算法的m个输入；w=[w₁，w₂，w₃]^T为改进RLS算法的m个输入的权值；d为期望输出；e为期望输出与实际输出的偏差；k为增益；p为k的逆矩阵；int(·)为取整函数；ρ为敏感增益；λ_min为遗忘因子的最小值：当偏差e趋于无穷时，λ=λ_min；e趋于0时，λ=1；5）将局部LSSVM逆系统分别看作是改进RLS算法的输入x=[x₁，x₂，x₃]^T，对应局部LSSVM逆系统的权值分别看作改进RLS算法的权值w=[w₁，w₂，w₃]^T，六相永磁同步直线电机调速系统逆模型的输出即改进RLS算法的输出y；6）根据六相永磁同步直线电机调速系统输入数据u_q与六相永磁同步直线电机调速系统逆模型输出的偏差e，在线调整局部LSSVM逆系统的权值，使得局部LSSVM逆系统加权后得到更为准确的六相永磁同步直线电机调速系统逆模型输出