Об'єктом дослідження є система прямого керування моментом(ПКМ) електроприводом змінного струму на базі АД з к.з. ротором. Предметом дослідження є штучні нейронні мережі(ШНМ) в якості ідентифікаторів змінних в системі ПКМ.
У 1986 році було запропоновано принципово новий спосіб керування АД з інвертором напруги, в якому діючий стан інвертора робиться таким, щоб зменшити помилку величини, що регулюється, при цьому вибір стану залежить тільки від знака помилки, а не від її значення. Для керування АД використовуються величини, що регулюються: потокозчеплення статора Ψs, яке тримається на постійному рівні Ψref та момент двигуна Md, що встановлюється рівним заданому значенню Mref. Стан інвертора, що обирається, залежить від знаків помилок dM=Mref-Md та dΨs=Ψref-Ψs, а також від положення вектора Ψs. Для чого увесь простір станів інвертора розбивається на 6 секторів, по 60 градусів кожний, при цьому середина першого сектора знаходиться у напрямку вічовій вісі (рис. 1).
Відомо, що трифазний мостовий інвестор, що живиться від двополярного джерела постійної напруги, залежно від комбінації станів ключів, що його створюють дозволяє отримати шість не нульових векторів напруг і два нульових.
Керування потоком статора здійснюється шляхом вибору черговості подачі на його обмотки напруг інвертора відповідної спрямованості. При цьому, як відомо, співвідношення між потоком, напругою і струмом статора має вигляд:



де Us, Is, Rs – напруга, струм і активний опір обмотки статора.
При реалізації ПКМ потік статора і момент утримують на необхідному рівні з точністю, визначуваною заданою погрішністю ±δ (гістерезис).
Спрощена функціональна схема системи керування показана на рис. 2.



Для релейних регуляторів моменту та модуля потоку статора обирається петля гістерезису завширшки dMref i dΨref відповідно.
Точна настройка ПІ-регулятора швидкості здійснюється при моделюванні. Після отримання реакції системи на стрибкоподібне завдання використовується таблиця Chien, Hrones, Reswick звідки обираються значення пропорційної та інтегруючої складових ПІ-регулятора швидкості.
Ідентифікатори потоку статору можна отримати на основі (1).
Ідентифікатор моменту побудований за допомогою рівняння:



де Zr - число пар полюсів асинхронного двигуна, Isα, Isβ - проекції струму статора в ортогональній нерухомій системі координат, Ψsα, Ψsβ - проекції потоку статора в ортогональній нерухомій системі координат.
Останнім часом проявляється значний інтерес к системам з нейронними мережами. В електроприводі вони знайшли використання в якості швидкодіючих адаптивних ідентифікаторів змінних двигуна.
Структурна схема нейроідентифікатора потокозчеплення статора для системи ПКМ приведена на рис.3. Для
тренування нейроідентифікатора були обрані дані, отримані в процесі роботи системи ПКМ із датчиком потокозчеплення статора на основі рівнянь (1). Для тренування нейромережі було обрано 1100 тренувальних пар. Тренування здійснювалось за методом Левенберга–Макварта.
Активаційною функцією прихованого шару прийнята функція Logsig, вихідного – Purelin.
Вхідними сигналами були обрані сигнали швидкості (ω), струму статора в системі координат α-β (Isα, Isβ), відповідні затримані на один крок тренування і сигнали з виходу нейромережі, затримані на один крок тренування. Виходом даного ідентифікатора є сигнали в системі координат α-β.
Моделювання системи ПКМ з нейроідентифікатором потокозчеплення статора здійснювалось в середовищі MatLab. В результаті були отримані перехідні процеси приведені на рис.4.
Можна зробити наступні висновки:
1) Регулювання моменту М відбувається за допомогою зміни потокозчеплення статору Ψs.
2) Система ПКМ забезпечує якісні характеристики керування.
3) При регулюванні використовуються релейні регулятори.
4) Використання нейроідентифікаторів зменшує чутливість системи до зміни параметрів двигуна.