遗传算法基因 遗传算法导论

昭棠笔记 2023-01-25

变形计少年少年-胡汉三花儿

2022年5月1日发

(作者:捡到一分钱歌词)

第45卷 第5期 

徽电机 Vo1.45.No.5 

2012芷 5月 MICROMOTORS Mav 2012 

基于遗传算法的永磁同步电动机矢量 

控制系统的优化设计 

李晨丹,黄文新 

(南京航空航天大学百度网站,南京210016) 

摘要:通过引入遗传算法手机优化,提出一种用于永磁同步电动机矢量控制伺服驱动系统的新颖设计方法青海网络公司,该方法对电机 

模型没有依赖性,且可以省去耗时的人工调试工作。不仅外环,即速度环,可以得到自动调节什么是响应式网站,电流内环的所有PI 

控制器也均可自动同步寻优无线网络推广。通过链接MAT文件和Matlab环境下的SimPowerSystem工具箱pc端什么意思,设计方法得到更好的 

仿真与验证服务器日志分析。 

关键词:永磁同步电机伺服系统;矢量控制;遗传算法;优化设计;仿真 

中图分类号:TM351;TM341 文献标志码:A 文章编号:1001—6848(2012)05—0073—04 

A Novel Design Approach for Vector Control of Digital 

PMSM Servo System Using Genetic Algorithm 

LI Chendan提升搜索排名,HUANG Wenxin 

(College ofAutomation百度风向标,Na ng University ofAeronautics and Astronautics,Na ng 210016,China) 

Abstract:This paper presented a novel design method by introducing genetic algorithm to the design of digit・ 

al permanent magnet synchronous motor(PMSM)servo drive based on vector contro1.which was mode1.free 

and with little user interaction.Not only the outer loop,i.e.speed loop沈阳网站制作公司,was automatically tuned,but all 

the PI controllers including the inner loop(current loop)were also optimized automatically and simultane— 

ously.By linking MAT-ifles and the SimPowerSystems toolbox under Matlab environment,the whole method— 

ology was better simulated and its veriifcation was tested. 

Key words:PMSM servo system;vector control;genetic algorithm;optimal design;simulation 

0 引 言 

转矩电流分量i ,以达到控制转矩的目的南昌创域。尽管矢 

量控制方法简单高效百度,但常见的基于矢量控制的变 

由于永磁同步电机具有结构简单、体积小、效 速控制系统仍然涉及三个PI控制器推广创意,由于这三个控 

率高、功率因数高、转矩电流比高、转动惯量低、 

制器参数的好坏直接影响整个系统的性能,为了得 

易于散热及维护保养等优点,特别是随着永磁材料 到一个速度响应快关键词seo优化公司,误差小代写文章,抗干扰能力强的控制 

价格的下降、材料磁性能的提高网店seo,以及新型永磁材 系统百度公司,常规的根据经验的人工调试仍是一个复杂耗 

料的出现,永磁同步电动机已被广泛使用在工业交 时的过程建立博客。为了降低控制器调整耗费的时间和精力姚金刚, 

流伺服长达导航,电动汽车驱动系统网络推广千牛帮,家电等…alexa是什么。 也为了改善矢量控制系统的性能,许多学者提出了 

在众多的可以实现高效率,最小转矩脉动,调 多种不同的设计方法。其中很多方法需要的数 

速范围广推广关键词快速排名,动态响应快速的控制策略中,磁场定向 学模型权重值。例如泛域名解析,通过利用一个简单的频域测试来选 

控制是最成功和最简单的,这使得它成为业界最流 

择合适的PI参数 J自媒体推广活动。然而沧州seo,这种方法只适用于线性 

行的控制方法崇左网。采用磁场定向控制,可以通过对高 工作范围。在实际伺服系统淮南seo赛雷猴,有很多有驱动器和负 

度耦合、非线性、多变量的永磁同步电机解耦,来 载或者DSP控制器算法长沙私人做网站,如抗扭转和输出限幅等造 

分别控制影响磁通的励磁电流分量i 和产生转矩的 

成的非线性约束网络优化大熊猫点搜,这使得由该方法设计出来的参数 

收稿日期:2011.09.09 

作者简介:李晨丹(1986)盐城网站建设,女,硕士研究生成功的网络营销案例,研究方向为电力电子以及电机控制网站推广软件。lichendan@gmail.tom 

黄文新(1966)外链优化,男策划怎么写,教授,博士生导师。研究方向为电机及其控制、新型风力发电技术、电能变换。 

huangwx@nuaa.edu.an 

・74・ 徽'l}机 45卷 

往往与实际有很大出入网站如何防攻击。另外,尽管存在很多的整 步电机伺服系统。整个设计过程如图2所示论坛软文推广。 

I速度响应信号的ll基于遗传算法的I 型 塑 垫_ 

定算法百度搜索大数据,却没有能够同时搜寻所有系统更优参数的 

有效算法杭州seo招聘。 

IL 采样与处理 Il更优参数整定I曰国疆百 一}=4面二司  

本文所提出的优化设计方法 l l[ 卫 

速度响应反馈 

1 永磁同步电机伺服系统的矢量控制 

1971年,由德国西门子公司的F.Blaschke提出 

的矢量控制理论使交流电机控制理论获得了第一次 

质的飞跃烟台百度。它从理论上证明了,通过矢量变换和对 

图2永磁同步电机伺服系统的新型设计方法结构框图 

电机磁场与转矩的解耦,异步电动机传动系统的动 

与控制性能有关的信息被反馈到优化设计的控 

态特性可以得到极大的改善。图1为应用i =0矢量 

控制的永磁同步电机伺服系统的控制框图。 

图l 永磁同步电机i =0转子磁场定向矢量控制原理图 

如图1所示, =0永磁同步电机伺服系统的转 

子磁场定向矢量控制由定子电流检测、转子位置与 

速度检测、速度环调节器、电流环调节器、Clarke 

变换、Park变换和反变换、电压空间矢量PWM等 

环节组成长春网络推广。 

具体的实现过程如下:通过位置传感器准确检 

测电机转子空间位置(d轴)网站外包,计算得到转子速度和 

电角度;速度调节器输出定子电流q轴分量的参考 

值i ;由电流传感器测得定子相电流盐城网站建设,分解得定 

子电流的dq轴分量i 和i ;由两个电流调节器调解 

并输出合适的空间电压矢量 和 获得的空 

间矢量 和 ,通过SVPWM方法变换形成6路 

脉冲驱动电机seo研究协会网。这样,影响磁场的 兰州网站优化,和产生磁矩 

的t‘Sqref可以独立控制成都网站推广,永磁同步电机驱动系统的动 

态特性从而得到显著提高如何进行网络营销。从控制原理图中,我们 

可以看出为了使整个控制系统获得更好的控制性能, 

必须合理的选择3个PI控制器的控制参数青岛seo培训。 

2基于遗传算法的优化算法 

为了节省人工调节矢量控制系统参数的时间和 

精力网络营销整合,我们引入基于遗传算法的更优设计方法,这 

样不仅可以自动调整参数,并可对参数进行更优选 

择以获得更理想的动态响应发外链,以更好的设计永磁同 

制器用以评价系统性能的优劣,在这里,系统反馈 

的是伺服系统的速度响应信息百度索引量。经过处理系统反馈 

的信息满座网昆山,建立了以三个PID控制器中K ,K 

i, 和 j这6个参数为优化目标的优化问题。 

在优化的过程中单页面优化,系统使用遗传算法作为优化 

算法益阳网站建设,并做了相应的改进以加快收敛速度。速度响 

应的信息这时被反馈优化控制器以评估系统的整体 

性能关键词优化排名软件,这样,反馈的信息就可以被处理和表达为系 

统的优化函数江门网络营销。.通过速度响应信息的反馈和目标函 

数的建立百度左侧优化,永磁同步电机伺服系统控制器的所有控 

制参数可以得到自动的寻优兴安网。 

2.1 永磁同步伺服系统的性能评估 

为了确定伺服系统控制参数和系统性能的关系, 

首先必须建立一种评价控制性能的标准又名无锡站长网。传统上, 

评价PID控制器设计效果的方法有综合误差 

(IAE)的网站统计工具,或平方误差积分(ISE)的唯美图片收录,或时间加权平 

方误差(ITSE),这些方法都侧重于系统的某一个性 

能指标 J淮南seo。本文中网页打开速度慢,综合考虑了系统的多个性能指 

标——上升时间、超调量、建立时问、静差,建立 

了一个加权的性能指标评价函数作为优化目标购买链接。这 

不仅可以使评价函数更加全面,而且还增加了优化 

的自由度,可以人为的提高某个具体的性能指标百度递交。 

本文使用的评价函数为: 

J=B X + xl3+O×'7+ X A+E  ̄tx (1) 

式中,B为综合误差(IAE), 为上升时间,O 

为超调量郑州网络推广公司, 为建立时间, 为静差, , ,?7, 

A华罡seo, 为各个指标的权重网络营销策划书。 

Ⅳ B=∑ (

k=0 

、 )  (、 2) 

∞ (k)=(cJ (k)一 ( ) (3) 

其中原创文章网,∞ (k)是转子在第k次采样时的转子速度误 

差网站工具, (k)和 (k)是在第k次采样时的速度给定值 

和速度反馈值删除负面。值得注意的是,Ⅳ的值要足够大以 

保证采样包括系统的整个过度过程。速度响应的上 

升时间由转子速度达到90%的给定速度决定60 seo推广软件, 

5期 李晨丹等:基于遗传算法的永磁同步电动机矢量控制系统的优化设计 ・75・ 

其建立时间由速度相应的静态误差开始小于0.1%的 

那一刻决定,其超调由速度反馈值与给定值之间最 

大的正向误差决定优化联盟。 

众所周知,我们希望得到一个响应迅速,超调 

小www baidu,无静差的伺服系统绍兴seo,这就意味着式(1)的值越 

小陕西百度推广,系统的性能越好。所以系统的优化问题可以表 

示为: 

minJ 

Subject to Kmi ≤ ≤ (4) 

其中,K=[ 网络 营销, , , 站外seo, 网站权重优化, ]表示控制参 

数向量竟价, 和 是控制向量的最小值和更大值的 

向量百度关键字。最值的定义是为了保证优化过程的收敛和解 

的有限性网站安全扫描工具。能否正确选择确定K的范围直接影响优 

化的结果,一般由经验确定成都sem。 

2.2优化设计过程中的遗传算法 

目标函数建立后,永磁同步电机伺服系统的优 

化问题可以看作一个通过自动而且同步的改变系统 

的控制参数使目标函数最小化的多目标优化问题。 

在这里,遗传算法被选为优化的算法。遗传算法是 

一类借鉴生物界的进化规律(适者生存,优胜劣汰遗 

传机制)演化而来的随机化搜索方法。与传统方法相 

比广东网站建设公司排名,遗传算法具有以下优点 J百度投诉中心。 

(1)遗传算法处理的不是单一的一个变量而是 

许多变量组成的编码; 

(2)遗传算法从一个种开始搜寻,而不是从 

一个单一的个体提高百度权重,这使得该算法不致收敛到一个局 

部更优值; 

(3)遗传算法不需要知道所优化系统的详细 

信息。 

本文所提出的基于遗传算法的永磁同步伺服系 

统的优化过程如图3所示。 

下一代 

图3优化设计方法中遗传算法的流程图 

从图3中可以看出百度 360,首先确定了所有待优化控 

制参数的一个有限的搜算区间,然后这些参数被编 

码成在“进化”过程中被“自然”选择的“基因”商丘网络推广,这个 

过程被模拟成一系列数学运算——交叉,变异和选 

则网站布局。该过程所遵循的“适者生存的法则”就是使目标 

函数最小化。这个过程中青岛网络优化,每一代的更佳的参数组 

合是以并行的方式来搜寻的。每一组参数组合看作 

是一个基因随州网络公司,基因的数量就是种的数量提升网站排名。为了加 

速搜索过程网站seo优化软件,也为了保护硬件(如果移植到物理平台 

上)无线运营,必须提前阻止不良控制参数的运行。因此百度认证,在 

遗传算法的优化过程中,只要一组参数控制下的超 

调超过了某个上线关键词与seo,该组参数控制下的测试就会被 

提前中断友情链接交换网。 

2.3仿真验证 

为了充分利用Matlab中simPowerSystems工具箱 

的特点(该工具箱集成了一些更加的电机及电力 

电子器件模型),同时也为了更加容易的将优化系统 

移植到物理平台世界搜索引擎排名,本文提出的优化方法在Matlab环 

境中采用了分层的仿真结构。速度反馈信息的处理 

和基于特定目标函数的遗传算法通过编写MAT-ifles 

实现,然后MAT.ifles的程序来控制在SimPowerSys- 

tems搭建的仿真模型的运行与停止百度加v。这样,在Sier— 

PowerSystems中搭建的仿真模型可以便于用实际的 

物理系统来代替。 

本文所提出的分层仿真结构图如图2所示,其 

中提出的优化算法由Mat—ifles实现,整个伺服控制 

系统的搭建在SimPowerSystems中完成潜江网站建设。 

为了验证设计方法,本节给出仿真结果。所测 

试系统中永磁同步电机和变换器的参数列于表1中泰安网络推广。 

遗传算法中的具体参数列于表2中。 

表1 永磁同步电机和变换器的参数 

参数名称 参数值 

电枢电5且/n 2.875 

惯量/kgm 0.0008 

q轴电感/mH 8.5 

d轴电感/mH 8.5 

极对数 4 

直流母线电压/V 500 

开关频率/kHz 10 

表2遗传算法参数 

参数名称 参数值 

种数 3O 

遗传代数 20 

交叉概率 90% 

变异概率 0.1% 

穰 粕 

图4为目标函数值的收敛曲线长春网络推广,由图可知404 not found怎么解决,所 

提出的方法可以在可接受的时间内寻到较优的参 

数企业口碑推广。图5对比的是根据本文方法手动调节系统参数 

的速度相应图404 not found,由图可知网络营销外包,根据本方法51广告联盟,以目标函 

45卷 

3 结 语 

在本文中烟台百度,通过评价永磁同步伺服系统速度响 

应性能定义并建立了系统优化的目标函数汽车指数,使系统 

的设计问题转化为一个基于遗传算法的多目标优化 

问题。通过连接MAT—ifle和SimPowerSystems工具 

数超调特性指标寻优的曲线超调明显小于手动调节 

的曲线超调a5seo诊断。图6显示的是通过所提出方法调解的 

控制系统的动态特性,在0.04 S时,其转矩负载由 

7 Nm变为10 Nm,系统响应图证明系统控制参数 

箱,建立了一种分层的仿真验证平台好搜排名提升软件。在该平台中, 

文中提出的优化设计方法得到了验证seo入门教程,仿真结果表 

合理。 

j璺 

匮 

瞪 

E 

遗传代数 

图4 目标函数值的收敛曲线 

800 

700 

600 

金华网,c 500 

E 400 

● 

300 

200 

100 

0 

0 0.Ol 0 02 0.O3 0.04 0.05 0.O6 0 07 0.08 0.O9 

t/s 

图5 遗传算法调节与手动调节速度相应对比 

3O 

25 

20 

15 

《 l0 

5 

0 

—5 

—10 

l 5 

800 

700 

= 

j 400 

;88 

】00 

0 

一l00

图6系统动态调节特性 

明通过该方法可以到使永磁同步电机伺服系统在 

特定工况下具有无超调优化组织结构,响应快,无静差的控制 

参数南宁百度seo。 

参考文献 

[1] Caponio A百度网站,G L Caseella.A Fast Adaptive Memetic Algorithm for 

Online and Offline Control Design of PMSM Drives[J].IEEE Trans— 

actions on Systems,Man长沙关键词优化,and Cyberneticsalexa排名优化,2007win7优化大师,37(1):28 

—41. 

[2]R A Krohling,H Jaschek网易发稿,J P Rey.Designing PI/PID Controller ofr 

a Motion Control System Based on Genetic Algorithm[C].in Proc. 

12th IEEE Int.Symp.Intel1.Contr.,1997:125—130. 

[3]Zhuang M,Atherton D P.Automatic Tuning of Optimum PID Con— 

trollers[J].Control Theory and Applications网络整合营销公司,1993,140(3):216 

224. 

[4] Jan R M韶山网,C S Tseng.Robust PID Control Desing for Permanent 

Magnet Synchronous Motor:A Genetic Approach[J].Electirc Power 

Systems Research,2008深圳做网站推广优化,78(7):1161—1168. 

[5] R A Krohling,J P Rey.Design of Optimal Disturbance Rejection 

PID Controllers Using Genetic Algorithm[J].IEEE Trans.Evo1. 

Comput.百度攻击,2001www narutom com,5:78—82. 

[6] Y Mitsukura,T Yamamoto,M Kaneda.A Design of Self-tuning 

PID Controllers Using a Genetic Algorithm[C].in Proc.Amer. 

Contr.Conf.,1999:1361—1365. 

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