一种无轴承异步电机磁链的软测量仪表的建模方法

摘要

本发明公开了一种无轴承异步电机稳定悬浮运行过程中基于最小二乘支持向量机的磁链软测量仪表的优化建模方法，包括最小二乘支持向量机建模与基于改进粒子群算法的最优模型确定两个部分，为无轴承异步电机在线难以测量的磁链变量提供了优化的最小二乘支持向量机软测量仪表模型，很好地克服了传统离线测量方法中由于时间滞后所带来的控制精度不高等缺陷，具有参数自动优化、预测精度高、样本需求量小和抗干扰能力强等诸多优点。

主权项

1.一种无轴承异步电机磁链的软测量仪表的建模方法，其特征在于包括如下步骤：1）将无轴承异步电机实际运行过程中的在线可测变量X=[x₁，x₂，x₃，x₄]作为软测量仪表的输入变量，被估计的无轴承异步电机磁链作为软测量仪表的输出变量，建立无轴承异步电机磁链软测量仪表的输入变量与输出变量之间的最小二乘支持向量机非线性模型；x₁为转子位置角，x₂为转矩绕组电流，x₃为悬浮绕组电流，x₄为转子偏心位移，α_j为拉格朗日乘子，j=1，2，…，n，b是偏置值，，为RBF径向基核函数，σ是RBF径向基核函数的宽度；2）对输入变量和输出变量进行归一化处理后形成建模样本集；3）确定在改进粒子群算法中粒子个数m、空间维数d、最大迭代次数n_max、学习因子c₁和c₂、惯性权重的最大值ω_max及惯性权重最小值ω_min的取值；4）在d维空间随机产生m个粒子，且每个粒子的个体最优解设置为p_i = u_i (i =1, 2,..., m)，初始速度为v_i (i =1, 2,..., m)；5）设定粒子的适应度函数为最小二乘支持向量机性能评估指标，用样本均方差表示：其中，i=1，2，…l，Y_i和分别是实际值和模型输出值；6）对于每个粒子，比较当前的适应度函数f(u_i)和历史最好位置的适应度函数f(p_i)，若f(u_i) < f(p_i)，则使p_i = u_i；对于粒子群，比较所有粒子的当前适应度函数f(u_i)和群体最好历史最好位置的适应度函数f(p_g)，若f(u_i) < f(p_g)，则使p_g = u_i；其中，和分别为第i个粒子的速度和初始位置，和分别为个体最优解和全局最优解，i=1,2,…,m；7）根据来更新粒子的位置；根据来更新粒子的速度，产生新的种群；其中，r₁和r₂为0至1之间的随机数，为收敛因子；8）判断结束条件是否满足，若是最大迭代次数大于等于规定的迭代次数，或者成立，则寻优结束，否则迭代次数增加1，并跳转至步骤5)。