基于主元分析神经网络补偿的感应电动机逆解耦控制

摘要
图/表
参考文献
相关文章 (15)

全文: PDF (448 KB)
输出: BibTeX | EndNote (RIS)

摘要对于具有多变量、非线性、强耦合、慢时变等特征的异步电动机调速系统, 实现定子磁链与电磁转矩的高精度动态解耦是提高系统性能的关键。首先通过非线性状态反馈建立感应电动机的α 阶积分逆模型, 并分析非线性状态反馈的误差对其逆模型精度的影响。在此基础上提出了一个基于主元分析神经网络补偿的感应电动机逆解耦控制方法, 将补偿后的α 阶积分逆模型串联到对象的输入端建立广义被控对象。复杂的感应电动机调速系统被解耦成电磁转矩与定子磁链的两个独立回路, 利用线性系统理论分别对独立回路进行综合设计, 实现定子磁链和电磁转矩对各自给定值的渐进跟踪。实验结果验证了建议方案的有效性和可行性。

	服务

	把本文推荐给朋友
	加入我的书架
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章
	巫庆辉
	伦淑娴
	常晓恒
	尹作友

关键词 ：逆解耦控制, 感应电动机, 主元分析, 神经网络, 反馈线性化

Abstract：It is important to realize torque and stator flux dynamic decoupling control for induction motor(IM) drive, which is multi-input and multi-output, nonlinear and strong coupling system. First, an α-order integral inverse model of IM is constructed by the nonlinear state feedback, and the reason that the inverse model accuracy is affected by the feedback error is deeply analyzed. On the base of this, an inverse decoupling control method for IM based on principal component analysis neural network(PCA-NN) compensation is developed, in which the compensated α-order integral inverse model is cascaded with the plant. The complex IM drive system is decoupled into two separate loops, i.e. torque loop and flux loop. The separate loop is respectively designed by linear system theory so that the asymptotic tracking of stator flux and torque is realized. The experimental results verify the validity of the proposed scheme.

Key words： Inverse decoupling control induction motor principal component analysis (PCA) neural network feedback linearization

收稿日期: 2009-10-29 出版日期: 2014-03-07

PACS:

TM351

基金资助:国家自然科学基金(60974071), 辽宁省教育厅科学计划(L2010002, 2008017和2009A041)资助项目

作者简介: 巫庆辉男, 1974年生, 博士, 副教授, 主要研究方向为电机的智能控制、复杂工业过程的建模与先进控制等。伦淑娴女, 1972年生, 博士, 教授, 主要研究方向为智能控制、鲁棒滤波、网络控制系统等。

引用本文:

巫庆辉, 伦淑娴, 常晓恒, 尹作友. 基于主元分析神经网络补偿的感应电动机逆解耦控制[J]. 电工技术学报, 2011, 26(1): 40-45. Wu Qinghui, Lun Shuxian, Chang Xiaoheng, Yin Zuoyou. Inverse Decoupling Control of Induction Motor Based on PCA-NN Compensation. Transactions of China Electrotechnical Society, 2011, 26(1): 40-45.

链接本文:

http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2011/V26/I1/40

[1] 陈硕, 辻峰男, 山田英二. 感应电机无速度传感器矢量控制系统的定子电阻在线辨识[J]. 中国电机工程学报, 2003, 23(2): 88-92.
[2] 冯光, 黄立培, 朱东起. 采用自抗扰控制器的高性能异步电动机调速系统[J]. 中国电机工程学报, 2001, 21(10): 55-58.
[3] 孙飞月, 张春龙. 异步电动机两种不同解耦控制策略的比较[J]. 微特电机, 2006(11): 27-32.
[4] 胡虎, 李永东. 基于区域电压矢量表的交流异步电动机直接转矩预测控制策略研究[J]. 电工技术学报, 2004, 19(2): 25-30, 46.
[5] 程善美, 付中奇. 基于自适应转速辨识的直接转矩控制系统研究[J]. 电力电子技术, 2007, 41(9): 24-25.
[6] Kawabata Y, Kawakami T, Sasakura Y, et al. New design method of decoupling control system for vector controlled induction motor[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2004, 19(S): 1-9.
[7] 孙东升. 基于线性化反馈的异步电动机自适应解耦控制[J]. 电机与控制应用, 2006, 33(3): 7-11.
[8] 曹建荣, 虞烈, 魏泽国, 等. 基于逆系统理论的感应电动机解耦控制的研究[J]. 电工技术学报, 1999, 14(1): 7-11.
[9] Boton C, Horga V, Albu M, et al. Decoupling control of an induction motor drive supplied by a voltage source inverter[C]. International Symposium on Signals, Circuits and Systems, 2007, 2: 1-4.
[10] Wang H, Xu W, Shen T, et al. Stator flux and torque decoupling control for induction motors with resistance adaptation[J]. IEE Proceedings on Control Theory and Applications, 2005, 152(4): 363-370.
[11] 李擎, 杨立永, 李正熙, 等. 异步电动机定子磁链与电磁转矩的逆系统解耦控制方法[J]. 中国电机工程学报, 2006, 26(6): 146-150.
[12] 杨立永, 李正熙, 李华德, 等. 感应电动机调速系统的自适应逆控制[J]. 控制理论与应用, 2007, 24(1): 95-98.
[13] Marino R, Peresada S, Tomer P. On-line stator and rotor resistance estimation for induction motors [C]. IEEE Trans. on Contr. Syst. Technol., 2000, 8: 570-579.
[14] 戴先中. 多变量非线性系统的神经网络逆控制方法[M]. 北京: 科学出版社, 2005.
[15] 巫庆辉. 感应电动机定子磁链与转矩的逆解耦及存在性[J]. 控制理论与应用, 2009, 26(9): 983- 987.
[16] 巫庆辉, 伦淑娴. 基于定转子电阻误差补偿的感应电动机自适应逆解耦控制研究[J]. 自动化学报, 2010, 36(2): 297-303.
[17] Wu Qinghui, Chang Xiaoheng, Lun Shuxian, et al. PCA-BP neutral network design for inverse decoupling compensator of induction motor drives[C]. 2010CCDC, Xuzhou, China, 2010.