基于BP神经网络的飞轮储能系统主动磁轴承非线性动力学模型

作     者：何海婷 柳亦兵 巴黎明 周传迪 滕伟 HE Haiting;LIU Yibing;BA Liming;ZHOU Chuandi;TENG Wei

作者机构：华北电力大学能源动力与机械工程学院北京市昌平区102206 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京市海淀区100083 

基　　金：河北省科技计划项目(15214307D) 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2022年第42卷第3期

页      码：1184-1197页

摘      要：主动磁轴承(active magnetic bearing,AMB)是飞轮储能系统中实现飞轮转子非接触支撑的核心部件,其对飞轮转子施加的作用力与多种非线性因素相关。采取"两步线性化"方法的传统线性模型抹除了非线性特性,难以准确描述其宽频谱的工作状态,也影响了控制系统的设计精度。针对该问题,文中基于替代映射的观点建立非线性的AMB模型。通过AMB的三维有限元计算模型的参数化计算和BP神经网络训练来获得对应的转移和偏执矩阵,然后建立描述转子位移和绕组电流与作用力之间映射关系的零维非线性动力学模型,并在Matlab/Simulink软件平台仿真实现。计算结果表明,AMB内存在四次高次项、交叉项等复杂非线性特性。与线性模型的对比表明,建立的非线性模型可以更准确描述AMB的非线性特性。该模型对飞轮储能系统仿真和控制系统开发具有一定意义。

主 题 词：BP神经网络 飞轮储能 主动磁轴承 非线性动力学 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13334/j.0258-8013.pcsee.202592

馆 藏 号：203108295...