[发明专利]基于LS-SVM的无轴承异步电机无径向位移传感器控制系统

摘要

基于LS‑SVM的无轴承异步电机无径向位移传感器控制系统，根据径向位移变量的非线性估算模型式（4）、（5），利用LS‑SVM的泛化能力来逼近径向位移与相关物理变量之间的非线性关系，从而实现转子径向位移的实时估计，径向位移的估算精度不依赖于精确的电机数学模型，可有效克服电机参数不准确而导致的径向位移估计误差，而且不需要复杂的信号提取算法，构造出LS‑SVM转子径向位移估计器，摆脱机械式径向位移传感器，克服径向位移非线性估计模型建模误差的影响、避免电机参数不准确而导致的径向位移估计误差。并以LS‑SVM转子径向位移估计器构建出新的控制系统，有效降低无轴承异步电机控制系统成本。

主权项

1.基于LS‑SVM的无轴承异步电机无径向位移传感器控制系统，其特征在于：主要包括无轴承异步电机原系统、无轴承异步电机逆系统、四个控制调节器和LS‑SVM径向位移估计器；所述的四个控制调节器为α径向位移调节器、β径向位移调节器、转子磁链调节器和电机转速调节器，四个控制调节器连接至无轴承异步电机逆系统的输入端；所述的无轴承异步电机逆系统串联在无轴承异步电机原系统之前，将无轴承异步电机系统解耦为四个伪线性积分子系统，四个伪线性积分子系统分别为转子磁链ψr1一阶积分子系统、电机转速ωr一阶积分子系统，α径向位移分量二阶积分子系统、β径向位移分量二阶积分子系统；由转子磁链ψr1一阶积分子系统、电机转速ωr一阶积分子系统得到的反馈值ψr1、ωr，反馈值ψr1、ωr与转矩系统的转子磁链幅值的给定值ψr*1、电机转速的给定值ωr*进行负极性综合比较后，送入转子磁链调节器和电机转速调节器，实现转矩系统转子磁链幅值的闭环控制和电机转速的闭环控制；由α径向位移分量二阶积分子系统、β径向位移分量二阶积分子系统得到的三相转矩绕组定子电压u4a、u4b、u4c、定子电流i4a、i4b、i4c、以及三相悬浮绕组电流i2a、i2b、i2c，三相转矩绕组定子电压u4a、u4b、u4c和定子电流i4a、i4b、i4c分别进行3/2坐标变换，得到的沿α和β坐标轴向的转矩绕组定子电压分量u4α、u4β和沿α和β坐标轴向的转矩绕组定子电流分量is4α、is4β送入转矩绕组定子磁链观测器，得到沿α和‑β坐标轴向的转矩绕组定子磁链分量ψ4α和ψ4β，把三相悬浮绕组电流i2a、i2b、i2c进行3/2坐标变换，得到沿α和β坐标轴向的悬浮绕组定子电流分量is2α、is2β，把转矩绕组定子磁链分量ψ4α、ψ4β和沿α和β坐标轴向的转矩绕组定子电流分量is4α、is4β以及沿α和β坐标轴向的悬浮绕组定子电流分量is2α、is2β送入LS‑SVM径向位移估计器；所述的LS‑SVM径向位移估计器由第一层的LS‑SVM输入层、第二层的LS‑SVM核运算层和第三层的LS‑SVM的输出层组成，输入向量{ψ4α,ψ4β,is4α,is4β,is2α,is2β}依次经LS‑SVM径向位移估计器的各层后得到转子径向位移估计值和转子径向位移估计值与转子径向位移的给定值α^*、β^*分别进行负极性综合比较后送入α径向位移调节器、β径向位移调节器，实现两个转子径向位移分量子系统的无径向位移传感器控制闭环。