[发明专利]基于确定学习与模式控制的永磁交流伺服智能控制系统

权利要求书

1.基于确定学习与模式控制的永磁交流伺服智能控制系统，其特征在于，包括：信号检测模块、知识获取与存储模块、基于模式的控制模块，其中：

信号检测模块的输入端与伺服电机相连，用于检测伺服电机的信息，输出分别传送至知识获取与存储模块和基于模式的控制模块；

知识获取与存储模块的另一个输入端来自基于模式的控制模块，以判断是否进入确定学习模块并对非线性动态进行辨识，输出传送至基于模式的控制模块；

基于模式的控制模块的另一个输出端传送至伺服电机，驱动伺服电机工作。

2.根据权利要求1所述的永磁交流伺服智能控制系统，其特征在于，知识获取与存储模块用于实现对永磁交流伺服系统的非线性动态进行局部准确神经网络辨识，构造相应的经验控制器，并将经验控制器存储至模式库中，以便基于模式的控制模块的快速调用。

3.根据权利要求2所述的永磁交流伺服智能控制系统，其特征在于，知识获取与存储模块包括：确定学习模块、动态控制器模块、RBF网络逼近未知动态模块、在线训练模块和模式库模块，且各模块采取级联的形式；确定学习模块的输入分别来自在线训练模块、基于模式的控制模块的动态估计器和信号检测模块的处理结果；模式库模块的输出分别传送至基于模式的控制模块的动态估计器模块和经验控制器模块。

4.根据权利要求1所述的永磁交流伺服智能控制系统，其特征在于，基于模式的控制模块用于判断永磁交流伺服系统的运行模式，并根据模式库中的信息快速调用相应的经验控制器进行切换控制，以实现对伺服电机的智能控制。

5.根据权利要求1所述的永磁交流伺服智能控制系统，其特征在于，基于模式的控制模块包括：动态估计器模块、切换控制模块和经验控制器模块，其中：动态估计器模块的输入分别来自模式库和信号检测模块的处理结果，输出分别传送至确定学习模块和切换控制模块；切换控制模块的输出端与经验控制器模块的输入端相连接；经验控制器模块的另一个输入来自模式库，输出端传送至伺服电机以控制伺服电机实现高性能的运行。

6.根据权利要求1所述的永磁交流伺服智能控制系统，其特征在于，忽略非线性等因素的影响，伺服电机在两相静止坐标系下的数学模型描述为：

其中，i_α为α轴电流，为i_α的微分量；i_β为β轴电流，为i_β的微分量；θ为电角度，为θ的微分量；ω为电角速度，为ω的微分量；u_α为α轴控制量，u_β为β轴控制量；R为电机电阻；L_α为α轴的电机电感；L_β为β轴的电机电感；J为电机转动惯量；p为电机极对数；Ψ_f为电机磁链；T_L为负载转矩；B为摩擦系数；T为电磁转矩，其表达式为：

实际中考虑非线性因素的影响，包括：参数变化、分数阶特性、齿槽转矩、电流谐波和反电动势谐波，式(1)中会引入未知的非线性动态，对式(1)进行修正得：

其中，g₁为α轴电流的控制量增益、g₂为β轴电流的控制量增益、g₃₁(θ)和g₃₂(θ)为电角速度的控制量增益；u_α、u_β分别为α轴电流、β轴电流的控制器输出；γ₁、γ₂、γ₃为非线性动态。

7.根据权利要求6所述的永磁交流伺服智能控制系统，其特征在于，设计三个RBF神经网络作为辨识模型对γ₁、γ₂、γ₃非线性动态进行辨识。