摘要：针对无轴承异步电机多变量、非线性、强耦合等特点,为实现其稳定悬浮控制,提出了一种基于自适应模糊神经网络推理系统(adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS)的控制新策略。在分析无轴承异步电机径向悬浮力产生机理的基础上,推导出无轴承异步电机数学模型,基于ANFIS控制原理,完成了控制器设计,包括控制变量和隶属函数的选取、通过PID控制对输入输出数据的采集、根据选定的误差准则修正隶属函数参数以及采用Sugeno型ANFIS控制器训练FIS(fuzzy inference system)模型。基于MATLAB/Simulink仿真平台,对转速为6 000 r/min的无轴承异步电机控制系统的悬浮、转速、转矩响应进行了仿真分析。仿真结果表明该控制策略能在0.12 s内实现转子的稳定悬浮,且当负载转矩突变时,转子的悬浮性能并没有受到影响,转子径向偏移小于0.001mm。在转速突变后,控制系统也能较好的跟踪给定转速,稳定时的转速误差小于20 r/min,控制系统具有良好的动、静态性能。最后在无轴承异步电机控制系统试验平台上对所提策略开展了试验研究,试验结果同样表明,该控制策略能实现无轴承异步电机的稳定悬浮工作,转子径向位移峰峰值范围可以保持在80μm以内,系统响应快,鲁棒性强,控制精度较高,验证了该文提出的ANFIS控制方法的正确性和有效性。

摘要：为解决无轴承异步电机在高速运行时由机械不平衡引起的转子质量偏心问题,设计一种基于坐标变换的转子振动前馈补偿控制系统。该系统利用旋转坐标变换从位移信号中提取出振动信号,加在原有的径向悬浮力控制系统中,构成1个前馈补偿器,使得控制器给定径向悬浮力信号中同期成分控制力增大,并加大径向悬浮力控制系统对振动信号的刚度,从而强迫转子围绕其几何中心轴旋转,实现转子的振动抑制。研究结果表明:当转速为6 000 r/min时,仿真补偿后转子振动峰-峰值约为11μm,表明该补偿控制策略能很好地抑制悬浮转子的振动,提高转子旋转精度。该前馈补偿控制方法能够将转子径向位移峰-峰值范围控制在40μm以内,验证了所提方法的正确性与有效性。

摘要：为实现五自由度无轴承异步电机高精度动态解耦控制,提出一种基于最小二乘支持向量机逆的解耦控制方法.首先,建立五自由度无轴承异步电机数学模型并进行可逆性分析,然后,利用最小二乘支持向量机在有限数据样本下对高维非线性函数的回归能力来辨识五自由度无轴承异步电机逆模型,并利用粒子群算法优化最小二乘支持向量机的参数,以提高对逆模型的拟合和预测精度,最后,将最小二乘支持向量机逆与原系统相串联得到伪线性系统,并设计PID闭环控制器对五自由度无轴承异步电机进行复合控制,实现了原系统径向位移、轴向位移、转速以及磁链间的非线性动态解耦.仿真研究验证了该控制策略的有效性.

摘要：针对电动汽车驱动用感应电机采用常规PI控制时转速波动较大、调节器参数调节困难等问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的电动汽车感应电机逆控制法。首先建立了电动汽车驱动用感应电机的数学模型,并证明其可逆。然后利用LSSVM建立感应电机的逆模型,并通过改进的粒子群算法优化LSSVM的参数,将该逆模型串联在原系统中而得到伪线性系统,最后设计线性闭环调节器实现高性能控制。仿真结果表明,与常规PI控制相比,采用LSSVM逆控制时转速跟踪精度显著提高,系统具有较强的鲁棒性。

摘要：精确的悬浮力数学模型有助于无轴承永磁同步电机悬浮力控制系统的设计.基于无轴承永磁同步电机工作原理,建立了一台内置式无轴承永磁同步电机悬浮力的数学模型.首先给出了作用在转子上的麦克斯韦力的表达式,然后对气隙磁路进行分析与简化,其次根据麦克斯韦力与气隙磁密的关系,推导了转子在偏心情况下作用在转子上的径向悬浮力,最后基于有限元分析法,对内置式无轴承永磁同步电机的悬浮力进行仿真分析,通过有限元分析,结果验证了悬浮力数学模型的准确性.

摘要：针对无轴承异步电机(Bearingless Induction Motor,BIM)传统直接转矩控制中转矩脉动大,悬浮性能不佳等问题,提出了一种基于滑模变结构的直接转矩控制方法 (SMVS-DTC)。首先根据转矩误差和磁链误差构造出相应的滑模切换面,然后采用指数趋近律设计了直接转矩控制器。在此基础上对所提方法进行了仿真和实验研究。仿真和实验结果表明,该方法有效地减小了转矩脉动和磁链脉动,并且提高了BIM转速动态响应和稳定悬浮性能。