基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直線電機推力波動抑制研究

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1、第49卷第5期電力電子技術(shù)Vo1．49．No．52015年5月PowerElectronicsMay2015基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的直線電機推力波動抑制研究曾岳南，彭瑞，湯鍵，陳康平(廣東工業(yè)大學，自動化學院，廣東廣州510006)摘要：永磁同步直線電機(PMSLM)的齒槽效應(yīng)和端部效應(yīng)所產(chǎn)生的定位力是引起推力波動的主要原因．而推力波動是影響其速度平穩(wěn)性的重要因素之一，抑制由定位力引起的推力波動是伺服控制器設(shè)計中必須考慮的問題。此處建立了定位力數(shù)學模型，提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推力波動抑制策略。仿真和實驗結(jié)果均表明該抑制策略的正確性及有效性。關(guān)鍵詞：永磁同步直線電機；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；推力波

2、動中圖分類號：TM3文獻標識碼：A文章編號：1000—100X(2015)05—0028—03StrategytoRestrainForceRippleofLinearMotorBasedonBPNeuralNetworkZENGYue-nan，PENGRui，TANGJian，CHENKang-ping(Gu~gdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：Thedetentforcearisingfromthecoggingandendefectofpermanentmagnetsynchronousline

3、armotor(PMSLM)isthemainreasoncausingtheforceripple，andtheforcetippleisoneoftheimpo~antfactorsaffectingthevelocitysmoothness．Restrainingtheforceripplecausedbydetentforceisaquestionmustbeconsideredinthedesigningofservocontroller．Themathematicalmodelofdetentforceisestablishedandaforceripplerestra

4、iningstrat—egybasedonBPneuralnetworkispresented．Simulationandexperimentalresultsshowthecorrectnessandvalidityoftherestrainingstrategy．Keywords：permanentmagnetsynchronouslinearmotor；neuralnetwork；forcerippleFoundationProject：SupposedbyGuangdongProvinceCNCGenerationMachineryProductInnovationDemo

5、nstrationProject(No．2012B011300029)1引言2定位力建模與推力波動抑制策略PMSLM具有高速度、高精度、大推力及直接驅(qū)2．1定位力建模動等優(yōu)點．然而其固有的推力波動影響其速度平PMSLM的定位力趨向于將動子停在某個位穩(wěn)性，故抑制推力波動已成為PMSLM高精度伺服置，是造成推力波動的主要原因【61。定位力主要是系統(tǒng)必須解決的問題。從控制角度出發(fā)，國內(nèi)外學由端部效應(yīng)與齒槽效應(yīng)引起的動子與永磁體定子者提出了許多抑制推力波動的控制策略【卜。之間氣隙磁場分布不均、不對稱所產(chǎn)生的，是基于觀測器抑制推力波動的方法。由于干擾PMSLM固有特性，為位置的周期函數(shù)。觀測

6、器中低通濾波器與對象模型有關(guān)，階次較高，為建立PMSLM的定位力數(shù)學模型．根據(jù)文獻不僅增加了系統(tǒng)的零極點，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時【7]可知當電機初級左、右運動時有：還使得調(diào)試工作復(fù)雜。針對這一問題，基于BP神FL=()+G-A，=Fo()+G蠣(1)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，采用自適應(yīng)變步長和添加慣性項的改進式中：R，F(xiàn)R為測力計所測量出的力；Fo()為定位力；G為型學習算法．提出基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推力波動重物重力，，R為電機初級左、右運動時所受到的摩擦力，其大小相等：為電機位置。抑制策略。該方法可避免網(wǎng)絡(luò)陷入局部最優(yōu)，收斂根據(jù)式(1)，電機的定位力可表示為：速度快，因此對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響小，調(diào)試工作簡

7、單。()=(+)／2-a(2)采用FGC一50B數(shù)字測力儀對凡，靠進行測基金項目：廣東省數(shù)控一代機械產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用示范工程量，將測得數(shù)據(jù)按式(2)進行處理，并采用傅里葉(2012B01130o029)擬合法對處理后的數(shù)據(jù)進行擬合。獲得定位力數(shù)定稿日期：2014—07—09作者簡介：曾岳南(1962一)，男，重慶人，博士，教授，研究學模型如式(3)所示，x=328J(27r)，06為當前位置方向為電力電子功率變換器、電力傳動運動控制。的電角度值，所獲數(shù)學模型將用于后續(xù)仿真