[发明专利]一种电动汽车用永磁同步电机模糊神经网络控制系统

摘要

本发明公开了一种电动汽车用永磁同步电机模糊神经网络控制系统，涉及电气传动与控制技术领域，提出了一种基于模糊数学和神经网络理论的速度控制器和基于跟踪微分器的新型滑模观测器。该系统包括模糊神经网络控制单元、无传感器单元、磁链及电流计算单元、双电流环矢量控制单元和控制对象单元，可实现永磁同步电机控制器参数自整定和在无机械速度传感器下的高精度调速并应用在以永磁同步电机为动力装置的电动汽车上，结构简单，运行可靠。与传统PID速度控制器和滑模观测器相比，本发明跟踪精度更高、鲁棒性更强、反电动势抖振更小；当控制器参数摄动或者负载扰动时，仍能在线调整控制器参数并准确估算电机转子位置和速度。

主权项

1.一种电动汽车用永磁同步电机模糊神经网络控制系统，其特征在于，包括模糊神经网络控制单元、无传感器单元、磁链及电流计算单元、双电流环矢量控制单元和控制对象单元；所述的模糊神经网络控制单元的速度控制器的输出端和磁链及电流计算单元的第二电流计算模块的输入端连接；所述的磁链及电流计算单元的第一电流计算模块和第二电流计算模块的输出端与双电流环矢量控制单元的输入端连接；所述的双电流环矢量控制单元的三相静止坐标系向两相静止坐标系转换模块的输出端与无传感器单元的滑模观测器模块的输入端连接；两相静止坐标系向两相旋转坐标系转换模块的输出端与磁链及电流计算单元的双模型磁链计算模块的输入端连接；所述的无传感器单元的锁相环模块的输出端分别与模糊神经网络控制单元和双电流环矢量控制单元的两相旋转坐标系向两相静止坐标系转换模块及其逆变换模块连接；所述的控制对象单元的永磁同步电机的输入端与双电流环矢量控制单元的IGBT逆变器模块的输出端连接；所述的模糊神经网络控制单元包含规则库模块、模糊化模块、模糊推理模块、去模糊化模块、参数学习算法模块、神经网络模块和速度控制器模块；所述神经网络模块的激活函数为f＝f(x,a,b,c,d)＝asin[b(x+c)]+d；其中a为映射区间因子；b为斜率因子；c为水平位置因子；d为垂直位置因子；其中转速误差及其变化率在规则库模块的指导下，经过二维模糊控制器的模糊化模块、模糊推理模块和去模糊化模块，输出斜率因子的变化量Δb，并和转速误差一起输入到参数学习算法模块，计算出神经网络中激活函数的映射区间因子a、斜率因子b、水平位置因子c和垂直位置因子d这四类参数，并和转速误差Δω、转速误差变化率转速给定ω^*、转速给定变化率转速给定变化率的导数一起输入到神经网络模块中，计算比例增益K_p、积分增益K_i和微分增益K_d，并输出到速度控制器，再由速度控制器计算出转矩给定量