一种神经网络电流控制器及装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种神经网络电流控制器及装置，该神经网络电流控制器至少包括：电机、电压型逆变器、CLARK变换模块、PARK变换模块、IPARK变换模块、转速估计模块、PID神经网络电流控制器、SVPWM模块；电机通过电路分别与电压型逆变器、CLARK变换模块、转速估计模块相连，其用于产生驱动转矩以用做动力源；PID神经网络电流控制器与IPARK变换模块相连，其用于接收调速控制器输出的信号作为PID神经网络电流控制器的给定量以及PARK变换模块的直轴、交轴电流反馈量，将PID神经网络电流控制器的运算结果输出至IPARK变换模块。本实用新型专利技术控制器能够适应电机强耦合、高阶、非线性的特点，从而提高控制精度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种神经网络电流控制器及装置
本技术涉及电机控制领域，具体的说是涉及一种神经网络电流控制器及装置。
技术介绍
电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。其主要作用是产生驱动转矩，作为其他用电器或各种机械的动力来源。也是现代加工技术中最为关键的部件。电机控制器是指通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的位置，方向，速度，角度及响应时间进行工作。专用的电机控制器可以使电机的应用更为广泛，输出效率更高。目前电机的整体控制方案主要由控制器和驱动器组成。其中控制器通过转子位置传感器，定子电流传感器及电压传感器完成对电机转子位置，电流，电压等信号的采集，根据期望的转矩指令，计算出相应的功率信号，通过型号的功率器件进行放大后，输出到电机，实现电机的驱动与运行，输出期望的速度与转矩，实现电机的控制。其中电流控制器作为传统电机三环控制器的最内环，在一个非线性、强耦合、参数敏感、易受扰动的多变量系统中，在电机模型一定，系统参数固定，系统工况维持基本稳定的情况下，传统控制器能够取得令人满意的静、动态响应特性需求。但当控制系统受到外界扰动或者电机内部参数发生变化时，传统的如PI等控制算法可能无法满足实际需求。永磁同步电机的智能控制包括神经网络、模糊控制等，通过跟随、学习等手段，在线辨识非线性系统的动静态特征，具备自适应、自学习、自组织特性。随着神经网络的研究不断深入，神经网络控制已然成为只能控制的一个重要分支，神经网络控制在解决复杂非线性、时变、不确定系统等控制问题方面有着较广泛的应用。在研究神经网络的过程中，人们发现将神经网络与PID控制方法结合，一方面，不仅可以增强神经网络在控制复杂非线性、强耦合性系统的能力，另一方面，也由于PID控制器结构简单、控制容易而使得PID神经网络的可行性更高，使得控制系统具备更好的控制性能。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本技术要解决的技术问题在于提供了一种神经网络电流控制器及装置。该控制和装置用于解决在非线性、强耦合、参数敏感、易受扰动的多变量电机控制系统中，鲁棒性差，稳定性不好等缺点。能够适应电机强耦合、高阶、非线性的特点，从而提高控制精度和稳定性。为解决上述技术问题，本技术通过以下方案来实现：一种神经网络电流控制器，该神经网络电流控制器至少包括：电机、电压型逆变器、CLARK变换模块、PARK变换模块、IPARK变换模块、转速估计模块、PID神经网络电流控制器、SVPWM模块；所述电机通过电路分别与所述电压型逆变器、所述CLARK变换模块、所述转速估计模块相连，其用于产生驱动转矩以用做动力源；所述PID神经网络电流控制器与所述IPARK变换模块相连，其用于接收调速控制器输出的信号作为PID神经网络电流控制器的给定量以及PARK变换模块的直轴、交轴电流反馈量，将PID神经网络电流控制器的运算结果输出至IPARK变换模块。进一步的，所述PID神经网络电流控制器分别对所述直轴、所述交轴电流进行控制；所述PARK变换模块，其分别与所述CLARK模块、所述PID神经网络电流控制器通过电路相连，其用于将两相静止坐标系αβ下的定子电流转换成两相旋转坐标系下的直轴和交轴电流分量，PARK变换模块的输入为CALRK变换模块输出的两相静止坐标系下的定子电流，输出两相旋转坐标系下的直轴和交轴电流分量至ACR电流控制器。进一步的，所述IPARK变换模块为PARK变换模块的逆变换，其分别与PID神经网络电流控制器和SVPWM模块通过电路相连，所述IPARK变换模块用于将两相旋转坐标系下的直轴和交轴电压分量转换成两相静止坐标系αβ下的电压；所述IPARK变换模块的输入为PID神经网络电流控制器输出的两相旋转坐标系下直轴和交轴电压分量，输出两相静止坐标系αβ下的定子电压至SVPWM模块。进一步的，所述CLARK变换模块，其分别与电机定子侧电流传感器输出和PID神经网络电流控制器通过电路相连，所述CLARK变换模块用于将三相静止坐标系下的定子电流转换成两相静止坐标系下的电流分量，CLARK变换模块的输入为采样得到的三相静止坐标系下的定子电流，输出两相静止坐标系下的电流分量至PARK变换模块。进一步的，所述SVPWM模块，其分别与IPARK变换模块和电压型逆变器通过电路相连，所述SVPWM模块用于在电机定子侧产生等效定子电压，输入为IPARK变换模块输出的两相静止坐标系αβ下的定子电压，输出相应开关信号至逆变器。进一步的，所述转速估计模块，其分别与定子侧电流传感器输出和IPARK变换模块、PARK变换模块通过电路相连，所述转速估计模块用于在线辨识电机转速；无传感器转速估计模块输入为电机的三相电流、电压信号，输出转速估计值和位置信息。一种神经网络电流控制装置，该神经网络电流控制装置包括PID神经网络电流控制器、故障信号与温度检测脉冲产生模块、驱动子系统、电机、转速估计模块；所述电机，其与所述驱动子系统通过电路相连，电机用于产生驱动转矩以做为动力源；所述驱动子系统，其分别与所述电机、故障信号与温度检测脉冲产生模块、PID神经网络电流控制器通过电路相连，该驱动子系统用于将所述PID神经网络电流控制器的控制信号放大成功率信号并向电机输出，其设有整流逆变电路、电压电流模拟量采集比较电路和温度采集电路；所述转速估计模块，其与所述电机定子侧电流传感器通过电路相连，所述转速估计模块用于在线辨识电机转速；一上位机监控模块，其与所述PID神经网络电流控制器通过电路相连，所述上位机监控模块用于给PID神经网络电流控制器发送电流控制指令，并实时接收电机的运行状态并显示分析；所述故障信号与温度检测脉冲产生模块，其分别与所述驱动子系统、PID神经网络电流控制器通过电路相连，所述故障信号与温度检测脉冲产生模块用于将驱动子系统检测到的故障信号与温度信息转换成脉冲信息，向PID神经网络电流控制器传输；所述PID神经网络电流控制器，其分别与所述驱动子系统、上位机监控模块、故障信号与温度检测脉冲产生模块通过电路相连，所述PID神经网络电流控制器用于接收上位机监控模块用户的指令，在PID神经网络电流控制器内作出命令协议解析和计算后，得到控制量的给定数据；根据给定电流等参数，实时采集由转速估计模块传输的电机转子位置信号，由电流传感器、电压传感器采集的三相电流与母线电压信号，通过PID神经网络控制策略，得出下个控制周期的输出设定，并向驱动子系统输出。进一步的，所述PID神经网络电流控制器至少包括DSP构成的神经网络控制单元、电源管理模块、信号调理模块、三态缓冲模块以及总线通信模块；所述电源管理模块用于将驱动子系统中的整流模块输出电压转换成PID神经网络电流控制器所需的±15V，+3.3V，+1.2V，+1.5V；所述调理模块用于接收霍尔模块传输的电机定子电压电流信号、直流母线电压，并将接收到的信号调理成PID神经网络电流控制器中符合AD模块要求的信号，并将调理好的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种神经网络电流控制器，其特征在于：该神经网络电流控制器至少包括：电机、电压型逆变器、CLARK变换模块、PARK变换模块、IPARK变换模块、转速估计模块、PID神经网络电流控制器、SVPWM模块；/n所述电机通过电路分别与所述电压型逆变器、所述CLARK变换模块、所述转速估计模块相连，其用于产生驱动转矩以用做动力源；/n所述PID神经网络电流控制器与所述IPARK变换模块相连，其用于接收调速控制器输出的信号作为PID神经网络电流控制器的给定量以及PARK变换模块的直轴、交轴电流反馈量，将PID神经网络电流控制器的运算结果输出至IPARK变换模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种神经网络电流控制器，其特征在于：该神经网络电流控制器至少包括：电机、电压型逆变器、CLARK变换模块、PARK变换模块、IPARK变换模块、转速估计模块、PID神经网络电流控制器、SVPWM模块；
所述电机通过电路分别与所述电压型逆变器、所述CLARK变换模块、所述转速估计模块相连，其用于产生驱动转矩以用做动力源；
所述PID神经网络电流控制器与所述IPARK变换模块相连，其用于接收调速控制器输出的信号作为PID神经网络电流控制器的给定量以及PARK变换模块的直轴、交轴电流反馈量，将PID神经网络电流控制器的运算结果输出至IPARK变换模块。


2.根据权利要求1所述的一种神经网络电流控制器，其特征在于：所述PID神经网络电流控制器分别对所述直轴、所述交轴电流进行控制；
所述PARK变换模块，其分别与所述CLARK模块、所述PID神经网络电流控制器通过电路相连，其用于将两相静止坐标系αβ下的定子电流转换成两相旋转坐标系下的直轴和交轴电流分量，PARK变换模块的输入为CALRK变换模块输出的两相静止坐标系下的定子电流，输出两相旋转坐标系下的直轴和交轴电流分量至ACR电流控制器。


3.根据权利要求1所述的一种神经网络电流控制器，其特征在于：所述IPARK变换模块为PARK变换模块的逆变换，其分别与PID神经网络电流控制器和SVPWM模块通过电路相连，所述IPARK变换模块用于将两相旋转坐标系下的直轴和交轴电压分量转换成两相静止坐标系αβ下的电压；
所述IPARK变换模块的输入为PID神经网络电流控制器输出的两相旋转坐标系下直轴和交轴电压分量，输出两相静止坐标系αβ下的定子电压至SVPWM模块。


4.根据权利要求1所述的一种神经网络电流控制器，其特征在于：所述CLARK变换模块，其分别与电机定子侧电流传感器输出和PID神经网络电流控制器通过电路相连，所述CLARK变换模块用于将三相静止坐标系下的定子电流转换成两相静止坐标系下的电流分量，CLARK变换模块的输入为采样得到的三相静止坐标系下的定子电流，输出两相静止坐标系下的电流分量至PARK变换模块。


5.根据权利要求1所述的一种神经网络电流控制器，其特征在于：所述SVPWM模块，其分别与IPARK变换模块和电压型逆变器通过电路相连，所述SVPWM模块用于在电机定子侧产生等效定子电压，输入为IPARK变换模块输出的两相静止坐标系αβ下的定子电压，输出相应开关信号至逆变器。


6.根据权利要求1所述的一种神经网络电流控制器，其特征在于：所述转速估计模块，其分别与定子侧电流传感器输出和IPARK变换模块、PARK变换模块通过电路相连，所述转速估计模块用于在线辨识电机转速；无传感器转速估计模块输入为电机的三相电流、电压信号，输出转速估计值和位置信息。


7.一种神经网络电流控制装置，其特征在于：该神经网络电流控制装置包括PID神经网络电流控制器(1)、故障信号与温度检测脉冲产生模块(5)、驱动子系统(2)、电机(6)、转速估计模块(3)；
所述电机(6)，其与所述驱动子系统(2)通过电路相连，电机(6)用于产生驱动转矩以做为动力源；
所述驱动子系统(2)，其分别与所述电机(6)、故障信号与温度检测脉冲产生模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光宇，王鹏，黄联铭，
申请(专利权)人：深圳日海新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44