異步電機具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、氣隙均勻、 可靠性高等優(yōu)點，而且齒槽脈動轉(zhuǎn)矩低、具有寬弱 磁范圍[1-3]，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械中。然而隨 著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備和先進(jìn)生產(chǎn)過程向高速、高精方向 的飛速發(fā)展，對高速、超高速電機傳動系統(tǒng)的性能 要求越來越高，傳統(tǒng)異步電機在高速運行時的機械 軸承磨損和來自有害氣體、液體的腐蝕改變了系統(tǒng) 原有的性能和精度，造成電機氣隙不均勻、繞組發(fā) 熱、溫升增加，降低了電機的工作效率，縮短了使 用壽命[4-7]。無軸承異步電機（bearingless induction motor，BIM）利用磁軸承與異步電機定子結(jié)構(gòu)的相 似性，把磁軸承中產(chǎn)生徑向懸浮力的繞組疊壓到異 步電機定子繞組上，使徑向懸浮力繞組產(chǎn)生的磁場 和異步電機定子繞組產(chǎn)生的磁場合成一個整體，同 時實現(xiàn)了電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)和穩(wěn)定懸浮[8-11]。BIM 不 但具有傳統(tǒng)異步電機的所有特點，而且具有磁軸承 無磨損，無需潤滑，使用壽命長等優(yōu)點，可實現(xiàn)高 速、超高速運行，在高速離心泵、機械加工、離心 干燥機、飛輪貯能裝置、小型農(nóng)用發(fā)電設(shè)備、透平 壓縮機、高速高精數(shù)控機床等特種電氣驅(qū)動/傳動領(lǐng) 域具有廣闊的應(yīng)用前景[12-15]。 高性能的 BIM 驅(qū)動控制是電機穩(wěn)定運行的基 礎(chǔ)，驅(qū)動系統(tǒng)不僅需要快速轉(zhuǎn)速響應(yīng)能力，而且在 電機參數(shù)發(fā)生變化或受到外部擾動時，還應(yīng)具有轉(zhuǎn) 度快速跟蹤能力。傳統(tǒng)的參數(shù)固定 PID 控制在受到 較大擾動時，控制容易出現(xiàn)積分飽和而無法滿足這一 要求[16-17]。目前，國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)給出了一些自適應(yīng) 控制器的設(shè)計方法，如模型參考自適應(yīng)控制[18-20]、平 滑模型控制[21-24]等。這些控制器在一定程度上能提 高電機驅(qū)動系統(tǒng)的性能，但是它們都要依賴系統(tǒng)模 型的固定參數(shù)和結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)模型未知時，將使控制系統(tǒng)陷入復(fù)雜計算。近年來模糊邏輯在計算機自 動控制技術(shù)中的廣泛應(yīng)用[25-27]，促進(jìn)了智能控制的 發(fā)展。然而在模糊邏輯控制中，隸屬度函數(shù)與模糊 規(guī)則的確定要依賴專家提供或設(shè)計，難以自動獲 取。為了解決這個問題，本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入到模 糊輸入信號和模糊權(quán)值，提出了基于自適應(yīng)模糊神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理系統(tǒng)（adaptive neuro-fuzzy inference system，ANFIS）的 BIM 驅(qū)動控制。 本文以一臺 2 極轉(zhuǎn)矩繞組，4 極徑向懸浮力繞 組的 BIM 為研究對象，采用 ANFIS 方法對 BIM 進(jìn) 行驅(qū)動控制。在基于 MATLAB/Simulink 仿真平臺 上開展了 BIM 的 ANFIS 控制系統(tǒng)的仿真研究，并 在 BIM 數(shù)字控制系統(tǒng)平臺上進(jìn)行了試驗研究。仿真 和試驗結(jié)果均表明該文提出的控制方法的正確性 和有效性，為無軸承異步電機及其控制系統(tǒng)在現(xiàn)代 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械與裝備中的應(yīng)用提供參考。
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基于自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無軸承異步電機控制_楊澤斌.pdf
永磁同步電機轉(zhuǎn)子初
