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  文章標題:支持向量機逆控制在兩電機變頻系統(tǒng)中的應(yīng)用
回復(fù)文章
作者:vivan2254  發(fā)表時間:2010-5-20 9:32:37
支持向量機逆控制在兩電機變頻系統(tǒng)中的應(yīng)用
    張鈺,劉國海
(江蘇大學電氣信息工程學院,鎮(zhèn)江212013
 
 
 
摘要:針對兩電機變頻調(diào)速系統(tǒng)中非線性逆模型辨識困難的問題,提出基于支持向量機的逆系統(tǒng)控制新方法。在同步旋轉(zhuǎn)坐標下,建立兩電機變頻系統(tǒng)的數(shù)學模型,并進行了可逆性分析。通過支持向量機回歸的方法來辨識構(gòu)造原系統(tǒng)d階逆系統(tǒng),將辨識出的逆系統(tǒng)串接在原系統(tǒng)之前構(gòu)成偽線性復(fù)合系統(tǒng),再設(shè)計附加閉環(huán)控制器進行控制。試驗結(jié)果表明,該方法不依賴于系統(tǒng)模型,對電機參數(shù)攝動及負載擾動具有較強的魯棒性。
關(guān)鍵詞:兩電機系統(tǒng);支持向量機;張力控制;逆系統(tǒng)
中圖分類號:tm359. 9;tm271+ 72    文獻標志碼:a    文章編號:1001-6848(2010) 04-0005-03
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  兩電機同步系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用比較普遍的電控系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于冶金、造紙、紡織等國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。由于該系統(tǒng)是一個復(fù)雜的高階、非線性、多變量的耦合系統(tǒng),系統(tǒng)的張力與兩電機的速度差有關(guān),故傳統(tǒng)的控制方法難以滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。
  逆系統(tǒng)方法是近年來針對復(fù)雜非線性系統(tǒng)提出的一種反饋線性化和多變量解耦的方法。該方法通過求出原系統(tǒng)的“階逆系統(tǒng),然后將原系統(tǒng)和逆系統(tǒng)連接在一起,形成了一個總傳遞函數(shù)為階積分器的偽線性系統(tǒng),進而可用線性系統(tǒng)控制方法進行控制。但是非線性系統(tǒng)難以建立精確的模型,系統(tǒng)逆模型更加難建立,成為解析逆系統(tǒng)方法應(yīng)用的瓶頸。
  本文用支持向量機逼近原系統(tǒng)“階積分逆系統(tǒng),并與pid閉環(huán)控制結(jié)合構(gòu)成兩電機變頻調(diào)速系統(tǒng),實現(xiàn)兩電機張力與速度的解耦控制t4-si。
1逆系統(tǒng)方法
  對連續(xù)非線性系統(tǒng)的逆系統(tǒng),采用文獻[1]中的定義:給定一個線性或非線性系統(tǒng)∑,其輸人,輸出,初始狀態(tài),記描述該映射關(guān)系的算子。如果算子滿足下式
      
則原系統(tǒng)∑稱為系統(tǒng)∑的逆系統(tǒng)。則下式
成立,系統(tǒng)∑稱為系統(tǒng)∑的a階積分逆系統(tǒng)。
    當a=0時,“階逆系統(tǒng)就是單位逆系統(tǒng)。理論上,系統(tǒng)的“階逆系統(tǒng)存在,其單位逆系統(tǒng)亦存在,兩者可相互轉(zhuǎn)化。例如,對于單位逆系統(tǒng),在其前面串聯(lián)“個積分環(huán)節(jié),并對積分環(huán)節(jié)賦以適當初值,則構(gòu)成“階逆系統(tǒng)。兩種逆系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系見圖1。
根據(jù)虎克定律,考慮前滑量,張力具有以下形式:
工作在矢量控制方式下,系統(tǒng)的數(shù)學模型可以表示為
 
在磁通穩(wěn)定的情況下,逮度和張力之間的耦合關(guān)系不變,上式改寫為:
2兩電機系統(tǒng)數(shù)學模型及可逆性分析
    圖2為兩電機變頻系統(tǒng)的張力與轉(zhuǎn)速控制示意圖。
  
  對輸出求導(dǎo),有
 
  則jacobi矩陣為
3基于支持向量機的逆系統(tǒng)控制
    由支持向量機辨識原理及逆系統(tǒng)控制方法,給出基于支持向量機的階逆系統(tǒng)的構(gòu)造算法如下:
    i)確定適當?shù)募钚盘枺哼x取足夠豐富的激勵信號,使系統(tǒng)性能得到充分的反應(yīng)。

 

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