【技术实现步骤摘要】
一种基于神经网络的风电磁悬浮偏航系统悬浮控制方法
本专利技术涉及一种控制方法，尤其是一种基于神经网络的风电磁悬浮偏航系统悬浮控制方法，属于电气工程
技术介绍
风电磁悬浮偏航系统是一种全新的水平轴风电机组偏航系统，它采用磁悬浮驱动技术，取代传统的齿轮驱动技术，在整个偏航过程中，机舱始终处于悬浮状态，因而几乎无机械摩擦，可大大降低偏航阻力矩。在实际工作环境中，风电磁悬浮偏航系统的悬浮控制必须满足自适应能力强、动态响应快、抗干扰能力强等要求。磁悬浮偏航系统是一种典型的非线性、不稳定系统，含有的较大电感，电流滞后现象严重。同时，风力干扰的随机性严重影响悬浮稳定性，使得磁悬浮偏航系统悬浮控制器的设计极具挑战性。常规PID控制器结构简单、可靠性高、稳定性好,但控制器的参数在线调整困难，难以自动调节以适应外界环境的变化，因此对处于随机干扰下的风电磁悬浮偏航系统很难达到理想的控制效果。串级PID控制可以通过减小副回路闭环系统的相位滞后和等效时间常数来提高系统稳定性和响应速度，通过副回路控制器增益增加串级控制系统有阻尼频率来...
【技术保护点】
1.一种基于神经网络的风电磁悬浮偏航系统悬浮控制方法，所述风电磁悬浮偏航系统包括悬浮系统和控制系统，所述悬浮系统由悬浮电磁铁、气隙传感器、悬浮架和风电机组的机舱等组成，所述悬浮电磁铁包括铁心和绕组，所述绕组为直流励磁绕组；所述控制系统由悬浮变流器及其悬浮控制器组成，所述悬浮变流器与所述直流励磁绕组连接，所述悬浮控制器包括外环PID控制器和内环PID控制器；所述悬浮电磁铁、悬浮架、风电机组的机舱统称为悬浮物；其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，当需要偏航时，由所述悬浮控制器采用PID控制算法控制所述悬浮电磁铁的励磁电流I
【技术特征摘要】
1.一种基于神经网络的风电磁悬浮偏航系统悬浮控制方法，所述风电磁悬浮偏航系统包括悬浮系统和控制系统，所述悬浮系统由悬浮电磁铁、气隙传感器、悬浮架和风电机组的机舱等组成，所述悬浮电磁铁包括铁心和绕组，所述绕组为直流励磁绕组；所述控制系统由悬浮变流器及其悬浮控制器组成，所述悬浮变流器与所述直流励磁绕组连接，所述悬浮控制器包括外环PID控制器和内环PID控制器；所述悬浮电磁铁、悬浮架、风电机组的机舱统称为悬浮物；其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，当需要偏航时，由所述悬浮控制器采用PID控制算法控制所述悬浮电磁铁的励磁电流If(t)，进而依据磁悬浮偏航系统的悬浮动态数学模型，控制其产生的悬浮力，使所述悬浮物向上悬浮至并保持在悬浮平衡点处实现稳定悬浮；将此时稳态情况下的所述外环PID控制器的比例系数、积分系数、微分系数记为kp0、ki0、kd0；
步骤2，在悬浮期间，所述悬浮控制器的外环PID控制器改用含量化因子的神经网络控制策略，求得当前时刻所述外环PID控制器的比例系数的调节量△kp(k)、积分系数的调节量△ki(k)和微分系数的调节量△kd(k)，k为当前时刻；具体方法是：
21)确定所述神经网络的层数：所述神经网络包括1个输入层、1个隐含层、1个输出层，其中，所述输入层有3个输入向量xj(k)，j＝1,2,3，分别是悬浮平衡点处的悬浮气隙参考值δref、当前时刻悬浮气隙测量值δ(k)以及它们之间的偏差值e(k)＝δref－δ(k)，即令x1(k)＝δref，x2(k)＝δ(k)，x3(k)＝e(k)；所述隐含层有5个神经元；所述输出层有3个神经元；
22)进行所述神经网络的前馈计算，获得所述隐含层的输出和所述输出层的输出：
所述隐含层的第i个神经元(i＝1,2,3,4,5)当前时刻的输入si、输出Oi2(k)分别为：
式中，wij2(k)是当前时刻所述输入层的第j个神经元与所述隐含层的第i个神经元之间的连接权重系数，f1(·)为隐含层的激励函数，采用双曲正切函数tanh；
所述输出层的第l个神经元(l＝1,2,3)当前时刻的输入sl、输出Ol3(k)分别为：：
式中，wli3(k)是当前时刻所述隐含层的第i个神经元和所述输出层的第l个神经元之间的连接权重系数，f2(·)为所述输出层的激励函数，采用Sigmoid函数；
23)对所述输出层的输出进行量化操作，即：将所述输出层的输出分别与各自的...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡彬，崔国栋，苏佰丽，褚晓广，谌义喜，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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