基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無刷電機(jī)控制系統(tǒng)的研究

1、    基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無刷電機(jī)控制系統(tǒng)的研究    呂豐 李振強(qiáng) 李澤洋 彭緩緩摘要：文章針對(duì)無刷電機(jī)速度系統(tǒng)固有的問題，分別設(shè)計(jì)模糊控制器和自適應(yīng)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。通過分析系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并建立simulink仿真平臺(tái)，對(duì)設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，自適應(yīng)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制具有超調(diào)量小、調(diào)節(jié)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：無刷電機(jī)；模糊控制；bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：tm351 ：a ：1007-9416（2018）07-0014-02無刷直流電機(jī)（bldcm）作為采用電子換向1的強(qiáng)耦合2的非線性系統(tǒng)，常規(guī)pid難以完成精確控制的任務(wù)。智能控制3及新型控制算法4已

2、成為研究的主流，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)5等。本文對(duì)設(shè)計(jì)的兩種控制器進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，通過仿真證明所設(shè)計(jì)的控制器的有效性。1 無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型假定bldcm定子三相繞組120°對(duì)稱，忽略氣隙磁導(dǎo)和渦流損耗的影響，根據(jù)定子三相繞組的電壓方程式，由于三相對(duì)稱，化簡(jiǎn)電壓方程，可得狀態(tài)方程為：2 模糊pid控制器的設(shè)計(jì)誤差（e）和誤差變化率（ec）作為模糊控制器的輸入量，e和ec的基本論域確定為-3，3?？紤]到精度要求，將-3，3劃分成7個(gè)語言變量，選取三角形隸屬函數(shù)，模糊規(guī)則表如表1所示。3 bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid控制器的設(shè)計(jì)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種根據(jù)誤差逼近期望輸出的前向網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，

3、自適應(yīng)控制器由兩部分組成，如圖2所示。圖中，是bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，是bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值，和為bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值。4 雙閉環(huán)系統(tǒng)仿真及分析為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的bldcm控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真，bldcm參數(shù)設(shè)置如表2所示。系統(tǒng)仿真參數(shù)如下：直流電源220v，飽和模塊幅值限定在±45內(nèi)，周期t=0.0001s，轉(zhuǎn)速曲線如圖3所示。由轉(zhuǎn)速曲線可以看出，在n=2000r/s的設(shè)定轉(zhuǎn)速下，常規(guī)pid的超調(diào)量最大，調(diào)節(jié)時(shí)間最長；通過對(duì)比模糊控制器，可見，自適應(yīng)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的超調(diào)量最小，調(diào)節(jié)時(shí)間最短，控制效果最好。5 結(jié)語本文研究了bldcm系統(tǒng)的兩種控制策略及其建模方法，在simulink環(huán)境下搭建bldcm仿真模型進(jìn)行測(cè)試，仿真結(jié)果驗(yàn)證了自適應(yīng)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制具有較好的穩(wěn)定性和快速性，控制效果較理想。參考文獻(xiàn)1李凡.基于fpga的全數(shù)字無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)研究d.重慶：重慶大學(xué)，2010.2王曉遠(yuǎn)，傅濤.基于模糊rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無刷直流電機(jī)控制j.微電機(jī)，2015，48（11）：33-36.3曹雪，付光杰，牟海維.改進(jìn)的bp網(wǎng)絡(luò)pid控制器在無刷直流電機(jī)中的應(yīng)用j.組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2014，（8）：102-104.4李國芳.基于dsp的無刷直流電機(jī)伺服系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)d.青島：青島大