步進電機如何進行矢量控制與神經(jīng)網(wǎng)絡控制？

一直以來，步進電機都是大家的關注焦點之一。因此針對大家的興趣點所在，小編將為大家?guī)?a href="/tags/步進電機" target="_blank">步進電機的相關介紹，詳細內容請看下文。

一、步進電機矢量控制

矢量控制是現(xiàn)代電機高性能控制的理論基礎 ,可以改善電機的轉矩控制性能 。它通過磁場定向將定子電流分為勵磁分量和轉矩分量分別加以控制，從而獲得良好的解耦特性 ，因此 ，矢量控制既需要控制定子電流的幅值 ,又需要控制電流的相位 。由于步進電機不僅存在主電磁轉矩，還有由于雙凸結構產生的磁阻轉矩 ，且內部磁場結構復雜 , 非線性較一般電機嚴重得多 , 所以它的矢量控制也較為復雜 。推導出了二相混合式步進電機 d-q 軸數(shù)學模型 ,以轉子永磁磁鏈為定向坐標系 ,令直軸電流 id =0 ,電動機電磁轉矩與 iq 成正比 , 用PC 機實現(xiàn)了矢量控制系統(tǒng) 。系統(tǒng)中使用傳感器檢測電機的繞組電流和轉自位置 ,用 PWM 方式控制電機繞組電流 。文推導出基于磁網(wǎng)絡的二相混合式步進電機模型 , 給出了其矢量控制位置伺服系統(tǒng)的結構 ,采用神經(jīng)網(wǎng)絡模型參考自適應控制策略對系統(tǒng)中的不確定因素進行實時補償，通過最大轉矩/電流矢量控制實現(xiàn)電機的高效控制 。

矢量控制的原理是將三相交流電機所產生的磁場轉換為直角坐標系下磁通量的x、y分量，而后通過改變兩個分量的相對大小和相位角來控制電機轉矩和轉速。這樣就可以實現(xiàn)對電機的精確控制，提高其性能和效率。

矢量控制是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量

(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。

矢量控制技術是一種高精度、高效率的電機控制方法，具有以下幾個特點：

1. 精確控制： 矢量控制技術可實現(xiàn)精確控制電機的電流、電壓和頻率，從而可以實現(xiàn)精確控制電機的轉矩、轉速、位置等運動參數(shù)，使得系統(tǒng)具備高精度控制能力。

2. 高效率： 矢量控制技術可以實現(xiàn)電機的高效控制，通過精確控制電機的電流、電壓、頻率等參數(shù)，降低能源消耗，提高了系統(tǒng)的能效性，避免了傳統(tǒng)的控制方法中出現(xiàn)的能量浪費問題。

3. 適應能力強： 矢量控制技術對于不同負載的適應能力強，能夠保證電機在各種復雜的負載條件下運行穩(wěn)定，并且可以根據(jù)負載的變化實時調節(jié)電機的控制參數(shù)，使得系統(tǒng)具備高度的靈活性和可靠性。

4. 響應速度快： 矢量控制技術能夠實時計算電機的運動參數(shù)，響應速度快，可以實現(xiàn)高速度的動態(tài)響應，從而適用于需要高速度動態(tài)響應的應用領域。

二、步進電機神經(jīng)網(wǎng)絡控制

神經(jīng)網(wǎng)絡是利用大量的神經(jīng)元按一定的拓撲結構和學習調整的方法 。它可以充分逼近任意復雜的非線性系統(tǒng)，能夠學習和自適應未知或不確定的系統(tǒng)，具有很強的魯棒性和容錯性，因而在步進電機系統(tǒng)中得到了廣泛的應用 。將神經(jīng)網(wǎng)絡用于實現(xiàn)步進電機最佳細分電流 ，在學習中使用 Bayes 正則化算法 ,使用權值調整技術避免多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡陷入局部極小點 ，有效解決了等步距角細分問題。

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