基于神经网络的自适应无速度传感器_永磁同步电机控制_毕业论文文档格式.docx
《基于神经网络的自适应无速度传感器_永磁同步电机控制_毕业论文文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于神经网络的自适应无速度传感器_永磁同步电机控制_毕业论文文档格式.docx（69页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
设计（论文）的基本内容：
（1）
了解系统研究背景意义，分析项目功能需求。
（2）设计永磁同步电机的SVPWM的矢量控制，基于神经网络自适应控制建立
无传感器控制系统。
本系统应实现在无传感器的条件下，利用神经网络自适应控制永磁同步电机的目的。
（3）
总结归纳，对系统进行仿真，分析实验结果。
毕业设计（论文）专题部分：
题目：
设计或论文专题的基本内容：
学生接受毕业设计（论文）题目日期
第 1 周
指导教师签字：
2013年 3 月 5 日
摘要
永磁同步电机具有效率高、功率密度大、转子参数可调等优点，因此在工业生产的各个领域中有着较好的发展。
但是由于永磁同步电机在调速系统中传统的机械传感器存在着可靠性低、成本高、维护复杂等诸多问题，并且其控制系统是一个强非线性、时变和多变量的系统，使得永磁同步电机在要求高精度的环境中不能很好的工作，因此本文主要研究在无传感器条件下利用神经网络自适应系统控制永磁同步电机的策略方法，这种控制方法具有不依赖被控对象的精确数学模型，同时对外界的变化具有学习性、自适应性以及鲁棒性等特点。
本文中，首先分析并推导出永磁同步电机的数学模型，根据空间坐标变换理论，将三相静止坐标系转换到两项旋转坐标系中，由此得到永磁同步电机在两项旋转坐标系下的数学模型及其相应的运动方程。
再根据空间矢量脉宽调制原理，利用空间矢量电压得到六路PWM信号，经由逆变器，得到所需要的驱动信号驱动永磁同步电机。
然后在矢量控制的基础上，采用模型参考自适应控制方法设计了速度控制器，通过自身调节参数，降低误差，使输出达到期望值。
接着设计神经网络的权值变化规律，保证神经网络的稳定性。
然后通过神经网络设计永磁同步电机的控制系统，并运用李雅普诺夫函数证明整个系统的全局误差有界，可以使其对速度的追踪达到理想的效果。
最后，利用MATLAB建立所需要的各个子模块，输入合适的参数值，对整个系统进行仿真得到仿真图形，分析数据得出结论。
关键词：
永磁同步电机，无速度传感器控制，神经网络，自适应控制
Abstract
Permanentmagnetsynchronousmachines
（PMSM）
havegoodprospectsinvariousapplicationsareasofindustrialproduction
becauseofhighefficiencyandenergydensity.However,
inthePMSMspeedcontrolsystem，therearesomeproblemsin
thetraditionalmechanicalsensor,suchas
makingthesystemreliabilityworse，costsincreased
and
maintenancecomplex．Atthesametime,
since
thesystemisastronglynonlinear,time-varyingandmultivariable
system，thepermanentmagnetsynchronousmotordoes
notworkwellinthe
high-precisionenvironment.
Inthispaper,anadaptiveneuralnetworksensor-lesscontrolschemeis
studiedforpermanentmagnetsynchronousmachines.
Thiscontrolmethoddoesnotdependontheexactmathematicalmodelofcontrolledobject,and
has
learning,adaptabilityandrobustnesscharacteristics
underthechangingcircumstance.
Firstly,
themathematicalmodelofPMSM
isanalyzedinthethesis.Accordingtothespatialcoordinatetransformationtheory,thethree-phasestationarycoordinatesystemistransformedintotworotatingcoordinatesystem,andapermanentmagnetsynchronousmotorrotatinginthetwocoordinatesdepartmentunderthemathematicalmodelanditscorrespondingequationofmotion.Accordingtothespacevectorpulse
widthmodulationprinciple,
the
requireddrive-signal
isobtained
throughtheinverter
using
thesix-channel
PWMsignal.
Then
a
speedcontroller
is
designedthrough
modelreferenceadaptivecontrolmethod.
Thespeedcontrollercan
adjust
parameters
byitselfand
reduce
theerror,sothattheoutput
canmeettheexpectations.Then
weightsof
neuralnetwork
makesurethestability.Accordingto
thedesignof
theneuralnetwork,thecontrol
system
of
PMSM
isdesigned.
Then,
itis
proved
thatthe
error
entire
systemis
boundedaccordingtotheLyapunovfunction.
Thus,
trackingspeedcanachievethedesiredresults.
Atlast,
theentiresystem
simulated
MATLAB.
Through
thesimulationgraphs
some
conclusionsareobtained.
Keywords：
PMSM；
Sensor-lesscontrol；
Neuralnetwork；
Adaptivecontrol
目录
毕业设计（论文）任务书
I
摘要
II
Abstract
III
目录
IV
第一章绪论
1
1.1
课题背景及研究的目的和意义
1.2
永磁同步电机的发展现状
2
1.3
神经网络的发展与应用
3
1.4
神经网络控制
5
1.5
无速度传感器控制的发展现状
7
1.6
本文主要工作
8
第二章永磁同步电机的结构及数学模型
9
2.1
永磁同步电机的概述
2.1.1
永磁同步电机的结构
2.1.2
永磁同步电机的特点
10
2.1.3
永磁同步电机的分类
11
2.2
坐标系变换原理
12
2.2.1
三相定子坐标系和两相定子坐标系之间坐标变换
2.2.2
两相定子坐标系和两相旋转坐标系之间坐标变换
14
2.2.3
三相定子坐标系和两相旋转坐标系之间坐标变换
15
2.3
永磁同步电机的数学模型
16
2.3.1
电压平衡方程
2.3.2
磁链方程
17
2.3.3
绕组电感参数
2.3.4
每相绕组的自感
18
2.3.5
每两相绕组的互感
19
2.3.6
感应电动势
21
2.4
永磁同步电机的矢量控制方法
22
2.5SVPWM的基本原理
23
2.6
本章小结
28
第三章基于神经网络的永磁同步电机控制器的设计
29
3.1
自适应控制
3.2
神经网络学习算法
30
3.3
基于神经网络的永磁同步电机的控制器设计及稳定性的验证
34
3.4
39
第四章基于神经网络控制的永磁同步电机仿真
41
4.1Matlab介绍
4.2SVPWM的实现
4.3
系统各个模块的仿真
43
4.3.1
坐标变换的仿真模块
44
4.3.2SVPWM的仿真模块
45
4.3.3
整个系统仿真的波形
51
4.4
数据分析
54
第五章总结与展望
55
5.1
总结
5.1.1
本课题的主要工作
5.1.2
工作总结
5.2
对以后工作的展望
56
参考文献
57
致谢
61
第一章绪论
自20世纪80年代以来，随着电力电子技术、微电子技术、自动化技术、微型计算机技术、传感器技术、稀土永磁材料及新型电机控制理论的快速发展，交流伺服控制技术有了长足的进步，正在冲击着整个传统工业模式[1]。
永磁同步电机（PermanentMagnetSynchronousMachines，简称PMSM）由于具有气隙磁密高、转矩脉动小、转矩/惯量比大、效率高等优点[2]，在诸如高性能机床进给控制、位置控制、机器人等领域，永磁同步电机得到了广泛的应用。
尤其在近十年来，现代交流调速技术不断成熟，并朝着数字化、智能化方向发
升级会员 