永磁同步电机变负载自适应神经网络控制-新型工业化.pdf

本文引用格式：陈强，吴根忠，叶雷．永磁同步电机变负载自适应神经网络控制[J]．新型工业化，2014，4（4）：17-22，27. DIO：10.3969/j.issn.2095-6649.2014.4.02 永磁同步电机变负载自适应神经网络控制 陈强，吴根忠，叶雷 （浙江工业大学，信息工程学院，浙江杭州，310023） 摘　要： 当永磁同步电机速度控制系统面对变负载和大范围调速时，PID 控制器参数需要频繁调整且 速度跟踪不理想。通过结合滑模理论和神经网络方法，本文提出一种变负载自适应速度控制策略。控制器 可以分为 PI 控制和神经网络控制两部分。其中，PI 控制器用于保证系统前期收敛和稳定性，其输出信号 作为误差反馈信号输入到神经网络，并基于线性滑模理论设计权值参数的调节律。当系统负载发生变化时， 神经网络控制器的输出将取代 PI 控制器，逐渐成为系统的主要速度控制信号。仿真结果显示，本文提出 的速度控制方法能够提高系统的速度跟踪性能和抗干扰能力。 关键词：永磁同步电机；神经网络；自适应控制 Adaptive Neural Control of Permanent Magnet Synchronous Motor with Variable Load CHEN Qiang，WU Genzhong，YE Lei College of Information Egineering Zhejiang University of Technology Hangzhou China 310023 （ ， ， ， ， ） Abstract ：When wide range of speed and variable load are faced in permanent magnet synchronous motor （PMSM） speed control system，frequently tuning of PID controller parameters is needed and the tracking performance is unsatisfactory. In this paper，an adaptive speed control scheme is proposed by combining the sliding mode control （SMC） principle and a neural network （NN）. The controller can be devided into two parts：a PI controller and a NN controller. The former is provided to guarantee system convergence and stability in early stage，and its output is the input of the NN as a feedback error signal. The update law of NN weight is designed based on SMC principle，and the output of the NN controller gradually replaces that of the PI controller when the system load varies. Simulation results show that the proposed speed control method can improve the system speed tracking performance and anti-disturbance ability. Key words ：Permanent Magnet Synchronous Motor，Neural Network，Adaptive Control 0　引言 由于具有结构简单、损耗小、效率高等优点，永磁同步电机（permanent magnet synchro- nous motor，PMSM）在航空航天、医疗器械、机器制造等领域得到广泛应用 [1-2] 。PMSM 本身 具有多变量、变参数、强耦合、非线性等特性，因此，传统的线性 PID 控制器往往不能很好地 满足控制系统的高性能要求。尤其是当系统参数发生变化、受到噪