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制瓶机中永磁同步电机的控制研究
资料介绍
目前，我国制瓶机生产玻璃瓶的生产效率相对较低，而国外制瓶机正向机电一体化，智能化发展。因此对制瓶机的开发有着广阔的开发前景。永磁交流同步电机控制系统是制瓶机系统的核心部分。交流永磁同步电机控制系统是一个典型的非线性系统，系统的动态性能会因系统存在非线性因素、内部参数时变和负载变化呈现很大的差异。这使得把握系统运行环境和建立受控过程准确的数学模型比较困难。传统的线性常参数PID控制器很难取得非常满意的效果。考虑到神经网络控制不依赖于系统模型，具有强大的非线性映射能力、自学习能力、联想记忆能力、并行信息处理方式及优良的容错性能，便将其引入交流永磁同步电机的控制中，期望获得永磁同步电机的高性能控制。本文其主要研究成果如下： 为实现制瓶机控制系统的实时监控，设计了基于PIC24系列单片机的CAN总线接口模块，完成上位机和下位机之间的通信。并指出了CAN总线通信实现中的几个关键问题。 分析了永磁同步电机的结构特点，通过坐标变换建立永磁同步电机的数学模型，研究了永磁同步电机的矢量控制算法，转子位置检测方法，结合常规PID控制算法，设计了id=0控制结构。 其次，介绍了神经网络的基本原理，以BP神经网络、RBF神经网络为例，推导了BP、RBF前馈型神经网络的学习算法。对永磁同步电机进行了基于神经网络的系统辨识。BP神经网络仿真结果表明，神经网络能够以很高的精度逼近永磁同步电机的特性。 最后对永磁同步电机智能控制算法进行了研究，给出了一种用于永磁同步电机的BP神经网络PID控制器。仿真结果表明，神经网络PID控制响应速度快，超调量小，抗干扰性能强。 本文通过对制瓶永磁同步电机驱动系统的研究，将矢量控制策略与神经网络控制技术有机的结合，具有较大的实际使用价值。
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