Энергоэффективное нейросетевое управление бесколлекторным двигателем постоянного тока

Abstract

В работе рассмотрены основные тенденции развития электродвигателей для электромобилей и мобильных роботов, а также современных методик расчета силовой электроники и электроприводов на основе искусственной нейронной сети. Представлены аспекты развития эффективности современных синхронных и бесколлекторных двигателей постоянного тока. На основе математической модели бесколлекторного двигателя постоянного тока построена архитектура блока управления с нейросетевым контроллером. Проведен упреждающий расчет нейронной сети, определены правила корректировки весовых коэффициентов. На базе упреждающего расчета построен ПИД-регулятор с самонастраивающимися параметрами с использованием нейронной сети, а также на основе нейронной сети BP (BP-нейросеть, от англ. BP Nеural Nеtwork) построена структурная схема системы ПИД-регулирования и получен регулятор скорости путем использования модулей MATLAB, построена S-функция активации в качестве контроллера нейронной сети BP, основанная на математическом описании нейронной сети блока управления бесколлекторного двигателя постоянного тока. В работе подробно показана установка демультиплексора для лучшего распределения выхода S-функции. Полученная нейронная сеть инкапсулирует S-функцию весовой функции. По полученным результатам исследования нейронной сети и анализа алгоритма нейронной сети BP составлен алгоритм управления, который используется для управления ПИД-регулятором и инкапсулируется в системе моделирования. Продемонстрированы теоретические возможности расчета на основе нейронной сети с обратной связью для построения имитационной модели адаптивного управления бесколлекторным двигателем постоянного тока.