基于支持向量机广义逆的多电机解耦控制

• 作 者: 胡德水
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 模糊自整定 自抗扰 支持向量机 广义逆 多电机解耦控制

多电机同步协调控制在电动汽车、轨道交通以及轧钢、造纸等领域中应用广泛，控制性能的优劣会对系统的运行环境和被控产品的质量产生重要的影响。然而，多电机驱动系统是一种多输入多输出的、非线性强耦合的系统，提高多电机系统的运行性能成为当今控制领域亟待解决的技术难题。　　
本课题在国家自然科学基金(51077066，61273154，51277194)等项目的资助下，基于三电机驱动系统作这一研究对象，在控制方法的选取上采用支持向量机广义逆控制，通过仿真实验和西门子变频实验平台验证这一控制方法的可行性。　　
首先，本文简要介绍了矢量控制方式下三电机系统的数学模型，并对该系统进行了可逆性分析;然后，针对多电机系统非线性强耦合性的特点，提出了支持向量机理论和广义逆系统理论结合的方法，以期实现三电机转速和张力解耦的控制目的。　　
第二，为了增强系统的整体动静态性能和提高系统的稳定性、鲁棒性和快速响应，分别引入了附加模糊自整定和附加自抗扰控制实验。并通过介绍模糊自整定以及自抗扰控制的基本原理，最终给出了这两种附加控制器的设计方法和步骤。　　
第三，在Matlab仿真环节中通过对支持向量机进行离线训练，构造出伪线性复合系统，然后分别构建出基于附加模糊自整定和基于附加自抗扰的支持向量机广义逆系统，藉此与普通PID控制相对比。　　
最后，通过西门子变频试验平台对整个系统进行了解耦效果和抗扰动性能的实验验证。　　
仿真和实验结果表明，支持向量机广义逆系统控制不但可以有效实现转速和张力的解耦，而且在添加相关的附加控制器后能够大幅度减少系统的启动时间和超调量，同时也使系统的跟踪效果和鲁棒性能有了明显的提高。