基于微分几何的无轴承电机神经ＳＭＶＳ解耦控制

2012年04月13日17:12:04 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

朱誯秋，郝晓红，刁小燕，邹花蕾

江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江

中国民航大学，天津

摘　　　要：以无轴承永磁薄片电机为研究对象，阐述了其径向力悬浮机理，推导了径向悬浮力数学模型。采用非线性微分几何的方法研究了无轴承永磁薄片电机在负载运行时径向悬浮力之间的解耦控制问题，实现电机径向悬浮力与悬浮力绕组中电流之间的解耦控制。将原耦合系统解耦和基本线性化成独立的伪线性系统，并对解耦后的伪线性子系统设计了神经滑模变结构控制器。较后对设计的控制系统进行仿真试验，验证了这种解耦控制方法的可行性。仿真结果表明，基于非线性微分几何的神经滑模变结构控制器方法能较好实现径向悬浮力的稳定独立控制。

关　键　词：无轴承电机；微分几何；解耦；神经网络；滑模变结构

１　引　言
无轴承电机具有无接触、无摩擦磨损、免维护等一系列突出优点，在真空技术、无菌车间、腐蚀性介质或非常纯净介质的传输等领域具有广泛的应用前景，特别是无轴承永磁薄片电机驱动的密封泵系统，应用于生物化工、半导体及加工等领域，具有传统电气传动系统无法实现的优势［１５］。由于无轴承电机径向悬浮力之间的非线性、多变量和强耦合，实现悬浮力的独立精确控制，是无轴承电机稳定工作的基本条件。而非线性系统理论中的微分几何方法在解决多变量、非线性耦合问题上有其独特的优点［６８］。本文以无轴承永磁薄片电机为研究对象，采用非线性微分几何的方法对径向悬浮力进行解耦控制，将原来复杂的非线性系统解耦等效成２个径向位置独立的无耦合的伪线性子系统进行控制，并对解耦后的伪线性子系统设计了神经滑模控制器，仿真结果验证了这种解耦控制方法的可行性。

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