基于模糊神经网络逆系统的磁悬浮球形感应电机内模控制

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4、经网络逆系统的磁悬浮球形感应电机内模控制（申请硕壬学位）陈秋月指导教师：曾励教授扬州大学中华人民共和国，扬州２０１５年６月Ｉ摘要本文开展了对磁悬浮球形感应电机系统的研究一，目的是进步提高电机的传动效率、精度及其保持性、快速响应等静态和动态性能。由于该电机结构小巧紧凑，操作精度较高，而且具有空间的六个自由度，这些优异的特性正好可满足现在工业机器人和其他多自由度设备离效率、高精度的要求。故，不管是理论探索上还是实际应用中，磁悬浮球形电机的研究都具有十分重要的意义。一磁悬浮球形感应电动机系统实际上是个很复杂的稱

5、合系统，为了解决其控制难题，本文采用了先进的模糊神经网络理论对电机系统进行逆系统研巧。将电机的Ｈ个转角和Ｈ个位移与六个定子电流解稱成为独立的六个伪钱性子系统，然后采用Ｗ鲁椿性强著称的内模控制方法来完成对电机系统的六个子系统的独立控制。目前所有的关于神经网络或模糊神经网络的解销及控制大多数都是针对单自由度电，机或其他单自由度工业系统，极少涉及对多个自由度系统的解稱及控制所本文尝试采用这种现代控制理论和方法对本论文所研究的对象进行探讨，并取得了良好的效果。本文研究内容如下；、对感应式磁悬浮球形电机的工作原理进行深入探索，基于机电能量

6、转换原理电磁感应定律、牛顿为学定律等理论基础，推导出了电机的电磁转矩表达式和电磁悬浮力表达式，根据两者联立的方程最终推导出位移、转角二者与电流的关系。通过状态方程和逆系统原理推导出电机系统的传递函数表这式。利用模糊神经网络这一强大的智能工具建立电机原系统的逆系统，巧妙地将电机复杂多变量稱合关系简化，建立了电机逆系统的ＡＮＦＩＳ模型，构造了其伪线性系统。采用内模控制器对电机进行控制，设计了内模控制方案并确定了基于模糊神经网络逆系统的电机内模控制结构。用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对磁悬浮球形感应电机的控制模型进行试验，不断调整控

7、制器参数直至得到最稳定的仿真结果。搭建了电机的试验台，验证了之前的理论分析。对感应式磁悬浮球形主动关节进行的转子位移特性和转速特性的仿真结果表明，模糊神经网络逆系统解锅和内模控制方法的动态响应快、鲁棒性很好。基于控制结构建立。了电机的实始装置，实验结果证明转子的动态响应快速，抗干扰性强关键词；磁悬浮，球形，解稱，模糊神经网络，内模ＩｌｌＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｔ；ｈｅｓｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｍａｎｅｔｉｃｌｅｖｉｔａｔｉｏｎｓｈｅｒｉｃａｌｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒｉｎｃａ

8、ｓｅｇｐｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇ