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可控励磁直线同步电动机的自适应神经模糊控制的研究

王瑛杰 蓝益鹏

王瑛杰, 蓝益鹏. 可控励磁直线同步电动机的自适应神经模糊控制的研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (10): 146-151. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.10.021
引用本文: 王瑛杰, 蓝益鹏. 可控励磁直线同步电动机的自适应神经模糊控制的研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (10): 146-151. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.10.021
WANG Yingjie, LAN Yipeng. Research on adaptive neural fuzzy control of controllable excitation linear synchronous motor[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (10): 146-151. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.10.021
Citation: WANG Yingjie, LAN Yipeng. Research on adaptive neural fuzzy control of controllable excitation linear synchronous motor[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (10): 146-151. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.10.021

可控励磁直线同步电动机的自适应神经模糊控制的研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.10.021
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51575363)
详细信息
    作者简介:

    王瑛杰,女,1997年生,硕士研究生,研究方向为电机及其控制。E-mail:413846481@qq.com

    通讯作者:

    蓝益鹏,男,1962年生,教授,博士,博士生导师,研究方向为电机及其控制、数控技术等。E-mail:lanyipeng@163.com

  • 中图分类号: TM341

Research on adaptive neural fuzzy control of controllable excitation linear synchronous motor

  • 摘要: 由于可控励磁直线同步电动机(controllable excitation linear synchronous motor, CELSM)运行中存在不确定性扰动的问题,设计了一种基于自适应神经模糊推理(adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS)的控制系统。根据CELSM的特定结构和运行原理,推导电压方程、电磁推力方程以及运动方程的数学模型;由于CELSM的数学模型具有扰动的不确定性,采用模糊控制有很强的针对性,而传统模糊控制隶属度函数和控制规则难以自动调整,自适应神经模糊控制器能够根据所选误差函数利用样本集采用混合学习算法训练模糊推理系统(fuzzy inference system, FIS),在线调整隶属度函数参数,以及实现模糊规则的自动获取;利用MATLAB软件建模仿真,与RBF神经网络控制、PI控制对比,结果表明ANFIS控制稳定性好,精度高,系统响应速度快,抗干扰能力强且具有很强的自适应性。

     

  • 图  1  CELSM磁悬浮进给平台结构图

    图  2  ANFIS结构图

    图  3  ANFIS学习算法流程图

    图  4  控制系统框图

    图  5  学习前e的隶属度函数

    图  6  学习后e的隶属度函数

    图  7  学习前ec的隶属度函数

    图  8  学习后ec的隶属度函数

    图  9  学习后输入输出映射关系

    图  10  空载速度响应曲线

    图  11  空载电磁推力响应曲线

    图  12  突加负载扰动速度响应曲线

    图  13  突加负载扰动电磁推力响应曲线

    图  14  突加正弦扰动速度响应曲线

    图  15  突加正弦扰动电磁推力响应曲线

    表  1  ANFIS参数设置

    参数算法/数据
    学习算法最小二乘法和误差反向传播算法
    学习速率0.1
    训练次数10
    各层神经元数2 10 25 25 1
    隶属度函数个数5
    隶属度函数类型高斯型函数
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2022-05-19
  • 录用日期:  2022-08-11

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