Тези для доповіді на Всеукраїнський науково-технічній конференції молодих учених і спеціалістів "Електромеханічні системи, методи моделювання та оптимізації", Кременчук, 2006 р.

Керування електроприводом постійного струму з використанням інверсної моделі на основі нейромережі

Шелудько Д.І., магістрант; Коротков А.В., асистент (ДонНТУ, м.Донецьк, Україна)

Серед великої кількості існуючих систем керування електроприводом постійного струму, розглянемо системи, в яких використовуються штучні нейронні мережі (ШНМ). Особливістю ШНМ є можливість її тренування – процесу, при якому вільні параметри нейронної мережі адаптуються в результаті її безперервного стимулювання зовнішнім середовищем. Практичне застосування ШНМ розглянемо на прикладі використання інверсної нейромоделі (ІН) в системі тиристорний перетворювач – двигун (ТПД) постійного струму. На рис. 1, а наведена структура ШНМ (інверсної моделі).

Рисунок 1 – Структура інверсної нейромоделі (а) та результати її використання в системі керування електроприводом постійного струму (б)

ІН призначена для відтворення вхідної координати (U_K^*) об‘єкта керування при певному вихідному сигналі. Така модель може бути розміщена послідовно з об’єктом керування (система ТПД) для поліпшення якості перехідних процесів останнього при відпрацюванні керуючого впливу. Точність відтворення нейромоделлю динаміки об’єкта керування залежить від кількості входів мережі, що використовуються під час тренування і роботи. У нашому випадку, нейромережа має один схований, вхідний і вихідний шари, а у якості вхідних сигналів використовуються: сигнал завдання (U_ЗІ^*) і сигнал помилки відпрацювання цього завдання .

На рис. 1, б наведені результати роботи (перехідні процеси за струмом I_ІНМ^* і швидкістю ) синтезованої системи з ІН від задавача інтенсивності (ЗІ). Також, для порівняння, на цьому ж рисунку наведені результати роботи від ЗІ розімкненої системи ТПД (I_ТПД^*, ) і системи підпорядкованого регулювання швидкості (I_СПР^*, ).

Якщо порівняти результати роботи системи з ІН з результатами роботи інших систем, то можна відзначити, що система з ІН показує результати, близькі до результатів роботи СПРШ. А саме, введення інверсної нейромоделі підвищило швидкодію всієї системи і зменшило статичну помилку при накиданні навантаження.

В результаті проведених досліджень, можна відзначити переваги і недоліки використання інверсної нейромоделі в системах керування електроприводом постійного струму.

Переваги:

1. Відсутність необхідності знання параметрів об’єкта керування для синтезу та тренування інверсної нейромоделі.
   

2. Підвищення швидкодії всієї системи.
   

3. Зменшення статичної помилки відпрацювання сигналу завдання при накиданні навантаження.
   

Недоліки:

1. Підвищенні вимоги до апаратної та програмної частини ситеми керування.
   

2. Відсутність можливості обмеження струму.