基于最小二乘支持向量机的无轴承同步磁阻电机逆解耦控制

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无轴承同步磁阻电机是在无轴承电机与同步磁阻电机的原理基础上发展来的一种性能优异的特种电机,它具有很多突出的优点。无轴承同步磁阻电机特别的凸极转了没有励磁绕组、不使用稀土永磁材料,因而造价低廉、结构简单。其无轴承结构避免了润滑问题,没有摩擦粉尘产生,特别适合对洁净度要求较高的医药生产、食品加工等场合使用。无轴承同步磁阻电机还具有较高的转矩密度、功率因数,能满足人们对电机高速、高精的要求。   无轴承同步磁阻电机在具有以上所述的诸多优点,它同时也是一个有多个输入输出变量的非线性、强耦合复杂系统。因此,对无轴承同步磁阻电机进行理论与实验研究就具有很重要的意义。本文在国家自然科学基金(60974053)等项目的资助下,对无轴承同步磁阻电机的转矩与悬浮力之间的解耦、数字控制进行了部分研究。   首先,阐述了无轴承同步磁阻电机的发展过程、工作机理,建立了其数学模型。   其次,采用最小二乘支持向量机方法,逼近拟合得到其逆系统,使之与原系统串联,把原系统解耦成几个伪线性系统,并根据线性系统的控制理论为其设计了线性闭环控制器,在仿真软件Matlab中对复合控制系统的解耦性能进行了建模仿真验证。   再次,文章还对一种传统无轴承同步磁阻电机与三自由度混合磁轴承结合而成的五自由度无轴承同步磁阻电机进行了分析与建模,同样采用最小二乘支持向量机方法对其进行了解耦,仿真验证了系统转矩与径向悬浮力之间实现了解耦控制。   最后,论文设计了五自由度无轴承同步磁阻电机DSP数字控制平台的软、硬件系统。基于最新的TMS320F28335构建了该数字控制平台硬件部分,并编写了控制程序。闭环控制获得了位移与转速的采样,实现了无轴承同步磁阻电机的稳定悬浮控制与转速控制。
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