基于支持向量机逆的无轴承异步电机控制系统

摘要

本发明涉及基于支持向量机逆的无轴承异步电机控制系统，该系统由两个Park-1变换、两个Clark-1变换和两个电流滞环PWM逆变器以及无轴承异步电机构成复合被控对象；由支持向量机加积分器并通过最小二乘法离线学建立复合被控对象的支持向量机逆；将支持向量机逆与复合被控对象串联构成由线性化的两个径向位移子系统、一个转速子系统和一个磁链子系统组成的伪线性系统；对伪线性系统采用多内模切换控制进行闭环复合控制。本发明能在线辨识被控对象的实时等效模型，提高了系统的动态响应速度和稳态控制精度，对外部扰动和电机参数变化极具鲁棒性，可实现无轴承异步电机各个被控量的高性能动态解耦控制。

主权项

1.基于支持向量机逆的无轴承异步电机控制系统，包括由闭环控制器（5）、支持向量机逆模型(4)、第一和第二扩展的电流滞环逆变器（2、3）和两自由度无轴承异步电机（1）；所述支持向量机逆模型4由最小二乘支持向量机和积分器S^-1构成；所述第一和第二扩展的电流滞环逆变器（2、3）串接在两自由度无轴承异步电机（1）之前，构成复合被控对象（6），所述支持向量机逆模型(4)串接在所述复合被控对象（6）之前，构成伪线性系统（7）；所述第一和第二扩展的电流滞环逆变器（2，3），分别由依次串联的电流滞环PWM逆变器（21，31）和坐标变换器（22，32）组成，所述坐标变换器（22，32）为Park^-1变换和Clark^-1变换器；其特征是，所述伪线性系统（7）中包括相互独立的径向x轴和y轴位移子系统、转速子系统和磁链子系统，所述子系统分别输出径向x轴位移量x、y轴位移量y、转速ω_r和磁链ψ_r至所述闭环控制器，所述闭环控制器以给定径向x轴位移量x*、给定径向y轴位移量y*、给定转速ω_r^*和给定磁链ψ_r^*与所述径向x轴位移量x、y轴位移量y、转速ω_r和磁链ψ_r的差值为输入信号，输出径向x轴位移命令值y轴位移命令值转速命令值和磁链命令值至支持向量机逆模型（4）；所述支持向量机逆模型（4）的输出悬浮控制绕组电流信号i_2sd，i_2sq和转矩控制绕组电流信号i_1sd，i_1sq分别至所述第一和第二扩展的电流滞环逆变器（2，3）；所述第一扩展的电流滞环逆变器（2）输出悬浮控制绕组三相电流信号i_2a，i_2b，i_2c至两自由度无轴承异步电机（1）的悬浮控制绕组，所述第二扩展的电流滞环逆变器3输出转矩控制绕组三相电流信号i_1a，i_1b，i_1c至两自由度无轴承异步电机1的转矩控制绕组。根据权利要求1所述的基于持向量机逆根据的无轴承异步电机控制系统，其特征是，所述闭环控制器为多内模切换控制器（5），所述多内模切换控制器（5）由被控对象G_p（s）、被控对象的内部模型G_mi（s）、内模控制器C_mi（s）、切换算法模块以及切换开关组成，其中，内模控制器C_mi（s）为G_mi（s）的逆与对应滤波器f_i（s）的乘积，i＝1,2,3……n,n∈N；所述内部模型G_mi（s）的输出与被控对象G_p（s）的输出的差值输出至切换算法模块，切换算法模块通过切换算法，在每个采样时刻利用性能指标函数在所述内部模型G_mi（s）中寻找与所述被控对象G_p（s）最接近的模型，并将基于此模型的控制器切换为当前控制器，使系统实际输出的偏差最小。