永磁球形電動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)解耦控制及通電策略研究.pdf

1、針對(duì)一種新型永磁球形電動(dòng)機(jī),本文討論了其主要結(jié)構(gòu)特征,并對(duì)該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模,分析了其模型誤差及產(chǎn)生原因。根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型中存在大量非線性耦合項(xiàng)的特點(diǎn),本文提出了一種基于模糊控制器的動(dòng)力學(xué)解耦控制算法；隨后,為消除動(dòng)力學(xué)模型中的不確定性,進(jìn)一步改善解耦控制效果,又提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器和ANFIS的動(dòng)力學(xué)解耦控制算法。這兩種控制算法均采用計(jì)算力矩法的結(jié)構(gòu),能消除各歐拉角軸向之間的非線性交叉耦合,提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。仿真分

2、析驗(yàn)證了提出算法的正確性。
　　 本文提出了一種基于球面規(guī)劃的定子繞組通電策略。首先,用有限元法得到了永磁球形電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩模型。然后,將定子球面上定子繞組覆蓋區(qū)域進(jìn)行球面規(guī)劃,劃分為四類子區(qū)域,用解析法對(duì)所有子區(qū)域進(jìn)行描述,并根據(jù)相似三角形原理對(duì)各個(gè)定子繞組進(jìn)行標(biāo)號(hào)。最后,根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置,用特定的法則確定需要通電的定子繞組,并調(diào)用靜態(tài)轉(zhuǎn)矩模型,求解得到通電電流大小。采用該通電策略后,永磁球形電動(dòng)機(jī)能在不同控制算法下實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的

3、軌跡跟蹤運(yùn)行。仿真分析驗(yàn)證了該通電策略的合理性。
　　 對(duì)于永磁球形電動(dòng)機(jī)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題來說,解析求解較為復(fù)雜。針對(duì)此問題,本文提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解方法,用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來逼近該電動(dòng)機(jī)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用 L-M優(yōu)化算法時(shí)的樣本學(xué)習(xí)效果,確定了此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。隨后,本文又提出了一種基于改進(jìn)蟻群算法的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解方法,驗(yàn)證了該算法的優(yōu)越性,并對(duì)其參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了研究。
　　 本文搭建了基于 DSP