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基于神经网络广义逆的两电机变频系统内模控制

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电工技术学报 2010年第11期25卷 56-61,67页

作者：刘国海杨官学沈跃陈兆岭江苏大学电气信息工程学院镇江212013

针对非线性强耦合的两电机变频系统,先利用动态BP神经网络逼近原系统的广义逆系统,然后再对复合后的伪线性系统提出了基于广义逆系统的内模控制方法,证明了闭环系统的鲁棒稳定性。最后基于S7?300PLC的平台,对系统设计做了相关的试验研... 详细信息

针对非线性强耦合的两电机变频系统,先利用动态BP神经网络逼近原系统的广义逆系统,然后再对复合后的伪线性系统提出了基于广义逆系统的内模控制方法,证明了闭环系统的鲁棒稳定性。最后基于S7?300PLC的平台,对系统设计做了相关的试验研究。结果表明,神经网络广义逆系统方法,不但能够很好地实现系统的解耦,而且还可以使伪线性化后的子系统开环稳定,引入的内模控制,又保证了系统的控制性能。

关键词：两电机系统 BP神经网络广义逆内模控制解耦控制鲁棒稳定性

两电机变频系统的支持向量机广义逆内模解耦控制

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中国电机工程学报 2011年第6期31卷 85-91页

作者：刘国海张锦赵文祥张懿蒋彦江苏大学信息工程学院江苏省镇江市212013

针对两电机变频系统非线性强耦合的特点,提出基于支持向量机广义逆内模控制的方法。对工作在矢量控制方式下的两电机变频系统数学模型进行广义逆存在性分析,从而得出系统广义逆数学表达式。通过支持向量机来辨识原系统的广义逆系统,然... 详细信息

针对两电机变频系统非线性强耦合的特点,提出基于支持向量机广义逆内模控制的方法。对工作在矢量控制方式下的两电机变频系统数学模型进行广义逆存在性分析,从而得出系统广义逆数学表达式。通过支持向量机来辨识原系统的广义逆系统,然后对复合后所得到的伪线性系统引入了内模控制。该方法结合了支持向量机在小样本上具有良好的非线性建模能力和泛化能力,以及内模控制器易于在线设计的优点,同时兼顾系统的鲁棒稳定性,从而可以有效提高系统的控制效果。仿真和实验结果表明,该方法具有良好的动静态解耦性能,对外界扰动亦有很强的鲁棒稳定性。

关键词：两电机系统支持向量机广义逆内模控制解耦控制

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两电机变频系统神经网络广义逆内模控制

控制工程 2010年第1期17卷 42-45页

作者：刘国海杨官学江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

为了提高非线性强耦合的两电机变频调速系统的解耦控制性能和鲁棒性能,提出了基于神经网络广义逆系统的二自由度内模控制方法。先对原系统数学模型进行广义逆存在性分析,进而推导出原系统的广义逆数学模型,再用动态神经网络逼近广义逆模... 详细信息

为了提高非线性强耦合的两电机变频调速系统的解耦控制性能和鲁棒性能,提出了基于神经网络广义逆系统的二自由度内模控制方法。先对原系统数学模型进行广义逆存在性分析,进而推导出原系统的广义逆数学模型,再用动态神经网络逼近广义逆模型,从而串接在原系统之前组成广义伪线性复合系统,实现系统的解耦线性化与开环稳定,有利于系统的综合。然后对广义伪线性系统引入二自由度内模控制,保证系统的鲁棒稳定性。最后基于S7-300的平台,做了相关的试验研究。结果表明,该方法不但能够很好地实现系统的解耦,而且当系统存在建模误差和负载扰动的情况时,仍能使系统保持高性能的控制。

关键词：两电机系统神经网络广义逆内模控制解耦控制

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支持向量机逆控制在两电机变频系统中的应用

微电机 2010年第4期43卷 5-7,26页

作者：张钰刘国海江苏大学电气信息工程学院镇江212013

针对两电机变频调速系统中非线性逆模型辨识困难的问题,提出基于支持向量机的逆系统控制新方法。在同步旋转坐标下,建立两电机变频系统的数学模型,并进行了可逆性分析。通过支持向量机回归的方法来辨识构造原系统α阶逆系统,将辨识出的... 详细信息

针对两电机变频调速系统中非线性逆模型辨识困难的问题,提出基于支持向量机的逆系统控制新方法。在同步旋转坐标下,建立两电机变频系统的数学模型,并进行了可逆性分析。通过支持向量机回归的方法来辨识构造原系统α阶逆系统,将辨识出的逆系统串接在原系统之前构成伪线性复合系统,再设计附加闭环控制器进行控制。试验结果表明,该方法不依赖于系统模型,对电机参数摄动及负载扰动具有较强的鲁棒性。

关键词：两电机系统支持向量机张力控制逆系统

基于神经网络广义逆的两电机同步系统二自由度内模控制

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基于神经网络广义逆的两电机同步系统二自由度内模控制

作者：杨官学江苏大学

学位级别：硕士

随着现代工业生产的蓬勃发展,多电机变频调速系统得到了越来越广泛的应用。高性能的多电机同步协调控制可以提高纺织、冶金、机械、造纸等行业产品的质量和成品率。诸类控制系统均属于多变量控制系统,如何解决这类非线性强耦合的复杂控... 详细信息

随着现代工业生产的蓬勃发展,多电机变频调速系统得到了越来越广泛的应用。高性能的多电机同步协调控制可以提高纺织、冶金、机械、造纸等行业产品的质量和成品率。诸类控制系统均属于多变量控制系统,如何解决这类非线性强耦合的复杂控制系统的控制问题,己成为当今电力拖动系统研究的重点。本文在国家自然科学基金(60874014)、江苏省自然科学基金(BK2007094)以及教育部博士点基金(20050299009)的资助下,以两台交流异步电机和变频器组成的调速系统为对象,应用基于神经网络广义逆系统的二自由度内模控制方法,对该非线性强耦合系统的速度张力进行了解耦控制、跟踪控制以及鲁棒稳定性的研究。首先,对矢量控制方式下的两电机同步系统数学模型进行广义逆存在性分析,证明该系统可逆,进而导出系统的广义逆数学表达式。然后用动态BP神经网络逼近系统的广义逆,进一步构造神经网络广义逆系统串联在两电机同步系统之前,组成基于广义逆的伪线性复合系统,并分析了系统的开环特性。其次,介绍了内模控制的基本原理、主要性质以及内模控制结构的实现步骤。针对通常的内模控制结构只有一个自由度的缺陷,提出了改进型的二自由度内模控制结构,为控制性能的高性能控制奠定了基础。接着,基于MATLAB仿真平台,应用S函数构建两电机同步系统的数学模型,对基于神经网络广义逆系统的二自由度内模控制方法进行了仿真研究。最后,基于S7-300PLC试验平台,对整个系统进行了解耦效果、跟踪效果以及鲁棒性能验证试验,并与传统PID控制的比较,表明基于神经网络广义逆系统的二自由度内模控制方法不但可以实现系统的解耦,使伪线性化后的子系统开环稳定,而且具有很强的鲁棒稳定性和很高的跟踪精度。试验结果表明,针对MIMO非线性强耦合系统,基于神经网络广义逆系统的二自由度内模控制方法具有可行性,可以获得较好的控制效果,并且适用于多种控制场合,具有良好的应用前景。

关键词：两电机系统神经网络广义逆内模控制二自由度解耦控制鲁棒稳定性

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两电机驱动系统IGBT开路故障容错技术

两电机驱动系统IGBT开路故障容错技术

作者：李重臣天津工业大学

学位级别：硕士

随着工业水平的发展,多电机驱动系统得到了广泛应用。通常,多电机驱动系统中的每台电机由逆变器进行独立供电,所以两电机驱动系统是多电机驱动系统的最小单元。对现有电机驱动系统容错技术进行总结后发现目前缺少对多电机驱动系统容错... 详细信息

随着工业水平的发展,多电机驱动系统得到了广泛应用。通常,多电机驱动系统中的每台电机由逆变器进行独立供电,所以两电机驱动系统是多电机驱动系统的最小单元。对现有电机驱动系统容错技术进行总结后发现目前缺少对多电机驱动系统容错技术的研究。因此,本文以两永磁同步电机驱动系统为研究对象,围绕电机驱动系统中功率开关器件开路故障的容错技术开展研究。本文的主要内容如下:首先,通过对永磁同步电机驱动系统的逆变器中功率开关器件开路故障进行建模分析,确定了功率开关开路故障将会影响逆变器输出的电压矢量的幅值与相位,使电机三相电流中基频分量幅值减小并产生二倍频的谐波分量,导致电机产生基频转矩脉动。通过对三种传统的基于电流信号的功率开关器件开路故障诊断方法进行分析,指出其中常用的移动窗口平均算法会对诊断速度、诊断算法在电机瞬态过程中的可靠性带来的不利影响,以及在工程实现时会占用较多控制器的存储资源的问题。为解决上述问题,提出了简化的基于归一化相电流偏差的功率开关器件开路故障诊断算法,实现了在基波电流周期的15%内完成故障诊断。为了提高两电机驱动系统的容错控制性能,以五桥臂逆变器作为双电机驱动系统在功率开关器件开路故障后的容错拓扑,对电机系统从故障发生到进行容错运行全的过程进行了研究。为提高容错控制下五桥臂逆变器驱动的两电机的调速范围,提出了占空比优化调制策略,扩展了容错控制时两电机的调速范围。为缩短故障后的瞬态过程,设计了一种用于对故障后系统控制算法和拓扑重构过程的控制策略,在不改变系统控制结构和控制算法的前提下,实现了快速可靠的容错重构过程。在Matlab/Simulink中对本文的理论分析内容和提出的诊断与容错控制方法进行了仿真验证。同时搭建了实验平台对本文提出的占空比优化调制策略进行了验证。仿真和实验结果证明了本文提出的故障诊断与容错重构控制方法的有效性。

关键词：两电机系统功率开关器件开路故障五桥臂电压源逆变器故障诊断容错控制永磁同步电机

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两电机变频系统支持向量机逆解耦控制

两电机变频系统支持向量机逆解耦控制

作者：张钰江苏大学

学位级别：硕士

多电机变频调速系统是现代工业生产中应用比较普遍的电控系统,在纺织、冶金、机械、造纸、印刷等国民经济的各个领域都有广泛的应用。由于该类系统具有复杂的高阶、非线性、多变量的特点,传统控制方法无法满足控制精度和效果的要求,如... 详细信息

多电机变频调速系统是现代工业生产中应用比较普遍的电控系统,在纺织、冶金、机械、造纸、印刷等国民经济的各个领域都有广泛的应用。由于该类系统具有复杂的高阶、非线性、多变量的特点,传统控制方法无法满足控制精度和效果的要求,如何解决这种复杂系统的控制问题,便成为如今电力拖动系统研究的热点。本文在国家自然科学基金(60874014)、江苏省自然科学基金(BK2007094)以及教育部博士点基金(20050299009)的资助下,以两电机变频调速系统为被控对象,应用支持向量机逆控制方法,对该非线性强耦合系统的速度与张力进行了解耦实验、跟踪实验以及鲁棒性实验。首先,简要介绍了逆系统概念以及支持向量机的基本理论。针对逆系统方法的“瓶颈”问题,提出依靠支持向量机良好的非线性建模特点,将支持向量机理论与传统逆系统方法结合,构造支持向量机逆控制方法。其次,对矢量控制方式下的两电机同步系统数学模型进行可逆性分析,证明该系统可逆,进而导出系统逆的数学表达式。然后用支持向量机逼近系统的逆,进一步构造支持向量机逆系统串联在两电机系统之前,组成伪线性复合系统。再次,基于MATLAB6.5仿真平台,通过S函数构建两电机变频系统的模型,对支持向量机逆控制方法的有效性进行了仿真研究。最后,通过S7-300PLC实验平台,分别研究了该控制方法的解耦效果、跟踪效果以及鲁棒性。通过仿真和大量试验,验证了该方法比传统PID控制具有更好的静态及动态解耦效果;跟踪速度快,精度高;对电机参数摄动及负载扰动具有更强的鲁棒稳定性。

关键词：两电机系统逆系统支持向量机解耦控制张力控制鲁棒性

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基于神经网络广义逆两电机同步控制研究

电子设计工程 2013年第22期21卷 159-161页

作者：刘佳屈宝存辽宁石油化工大学信息与控制工程学院辽宁抚顺113001

基于神经网络广义逆系统,提出二自由度的内模控制。来改善两电机同步系统的解耦控制性能和鲁棒性能。提出先对原来系统的数学模型进行广义逆的存在性分析,进而推出原系统广义逆的数学模型,再用神经网络逼近广义逆,接在原系统前组成具有... 详细信息

基于神经网络广义逆系统,提出二自由度的内模控制。来改善两电机同步系统的解耦控制性能和鲁棒性能。提出先对原来系统的数学模型进行广义逆的存在性分析,进而推出原系统广义逆的数学模型,再用神经网络逼近广义逆,接在原系统前组成具有等价效果的伪线性系统,来实现系统的解耦线性化,有利于系统的综合。然后对广义伪线性系统引入二自由度内模控制,以保证系统的鲁棒稳定性。

关键词：两电机系统神经网络广义逆内模控制