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专利号: 2019108643967
申请人: 桂林电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.开关磁阻电机的电感模型非线性补偿与控制方法,包括基于线性电感模型的开关磁阻电机闭环控制过程;其特征是,还进一步包括对基于线性电感模型的开关磁阻电机闭环控制,进行非线性补偿的过程,即:步骤1、建立电感模型非线性自适应补偿的开关磁阻电机闭环控制中表示转矩与电流转换关系的转矩-电流逆模型为:步骤2、将开关磁阻电机的转矩偏差及其变化率作为模糊补偿器的输入;在模糊补偿器中,先将转矩偏差及其变化率分别进行模糊化和模糊推理后得到模糊集合,再采用重心法对模糊集合进行模糊判决后,得到第k时刻模糊推理补偿值ur(k);将第k时刻模糊推理补偿值ur(k)作为模糊补偿器的输出,实现非线性前馈补偿;

步骤3、根据开关磁阻电机的转矩脉动特性,设计回报函数g(k)和惩罚函数p(k),并利用惩罚函数p(k)对第k时刻模糊推理补偿值ur(k)进行调节,即:若回报函数g(k)≥0,符合期望,则强化学习补偿值pp(k)=0;若回报函数g(k)<0,不符合期望,则强化学习补偿值pp(k)=p(k);

上述回报函数g(k)为:

g(k)=(e(k-1)-e(k))e(k)

上述惩罚函数p(k)为:

p(k)=(m-10|e(k)|)ur(k)

步骤4、利用步骤2所得到的第k时刻模糊推理补偿值ur(k)和步骤3所得到的第k时刻强化学习补偿值pp(k)同时对步骤1的转矩-电流逆模型中的电感模型系数λ进行非线性自适应补偿;

其中, 为第k时刻开关磁阻电机的第kk相参考电流; 为第k时刻开关磁阻电机的第kk相参考转矩;kk分别代表开关磁阻电机的A、B及C三相;λ为电感模型系数;ur(k)为第k时刻模糊推理补偿值,pp(k)为第k时刻强化学习补偿值;e(k)为第k时刻开关磁阻电机的转矩偏差,e(k-1)为第k-1时刻开关磁阻电机的转矩偏差,m为设定的常数。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的电感模型非线性补偿与控制方法,其特征是,所述电感模型系数λ为:其中,L为开关磁阻电机的绕组电感,θ为开关磁阻电机的转子位置角。

3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的电感模型非线性补偿与控制方法,其特征是,所述第k时刻开关磁阻电机的转矩偏差e(k)为:e(k)=Tref-Te(k)

其中,Tref为给定的参考转矩,Te(k)为第k时刻开关磁阻电机的转矩。

4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的电感模型非线性补偿与控制方法,其特征是,第k时刻模糊推理补偿值ur(k)为:其中,ku为比例系数;yi(k)为第k时刻离散论域的点,μ(yi(k))为第k时刻离散论域的点的隶属度函数值,n为单点集数目。

5.根据权利要求4所述的开关磁阻电机的电感模型非线性补偿与控制方法,其特征是,隶属度函数为钟型函数。

6.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的电感模型非线性补偿与控制方法,其特征是,m的取值范围为2~7。

7.实现权利要求1所述方法的开关磁阻电机的电感模型非线性补偿与控制系统,包括比例积分调节模块、转矩分配模块、转矩-电流逆模型、开关磁阻电机非线性系统;

其特征是,还进一步包括非线性补偿系统;其中非线性补偿系统由模糊补偿模块和强化学习补偿模块组成;

比例积分调节模块,对开关磁阻电机的转矩偏差进行比例积分后输出转矩控制量到转矩分配模块;

转矩分配模块,根据开关磁阻电机的转子位置角将转矩控制量分配成开关磁阻电机的各相参考转矩;

模糊补偿模块,对转矩偏差及其变化率分别进行模糊化和模糊推理后得到模糊集合,再采用重心法对模糊集合进行模糊判决后得到模糊推理补偿值;

强化学习补偿模块,根据开关磁阻电机的转矩脉动特性,设计回报函数和惩罚函数,并利用惩罚函数对模糊推理补偿值进行调节,进而得到强化学习补偿值;

转矩-电流逆模型,利用模糊推理补偿值和强化学习补偿值同时对其线性系数进行非线性自适应补偿后,将开关磁阻电机的各相参考转矩转换为各相参考电流,并送至开关磁阻电机非线性系统;

开关磁阻电机非线性系统,对开关磁阻电机的各相参考电流进行跟踪,以实现开关磁阻电机的转矩控制。