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LS-SVM无轴承异步电机多变量非线性解耦控制研究
摘要：
无轴承异步电机的特定结构，使得它具有一定的鲁棒性和耐久性。但是由于其多变量、非线性和强耦合特性，给其控制带来很大的挑战。本文提出一种基于LS-SVM的无轴承异步电机多变量非线性解耦控制方法。通过对无轴承异步电机的建模和控制分析，设计了一个非线性解耦控制器。仿真实验结果表明，该方法在无轴承异步电机的控制中具有很好的应用前景。
关键词：无轴承异步电机，多变量非线性解耦控制，LS-SVM
一、绪论
无轴承异步电机已经成为工业生产中使用最广泛的一种工业电机。这种电机结构紧凑、转速稳定、运行可靠，特别适用于工业生产中一些大型设备的驱动。但是，由于无轴承异步电机是一种多变量、非线性和强耦合系统，如何实现其高效稳定的控制，一直是学者们研究的问题。
传统的PID控制方法在控制无轴承异步电机时，受到了诸多限制。在控制系统的实际应用中，PID控制器的性能表现不仅与其参数调整有关，而且与被控对象的非线性特性和干扰等因素也有很大关系。随着现代控制理论的发展，越来越多的非线性控制方法正在被广泛应用于各种工业控制领域。
本文提出一种基于LS-SVM的无轴承异步电机多变量非线性解耦控制方法。首先对无轴承异步电机进行建模和分析，以此构建合适的控制策略。通过实验仿真，验证本方法的有效性和性能。
二、基本原理和方法
（一）无轴承异步电机建模
无轴承异步电机是一种多变量、非线性、强耦合的动态系统。为了有效地进行控制，需要首先对该系统进行建模。本文采用了非线性自回归移动平均（NARMA）模型来对无轴承异步电机进行建模。
（二）多变量非线性解耦控制策略
在本文提出的多变量非线性解耦控制策略中，采用了LS-SVM来进行控制器的设计。LS-SVM是一种基于支持向量机（SVM）的非线性建模和预测方法，可以在高维空间中对非线性问题进行有效的建模和预测。本文将LS-SVM应用到无轴承异步电机的多变量非线性解耦控制中，以实现对电机输出的实时监测和控制。
（三）控制器设计
本文的控制器设计主要包括了两个部分：非线性解耦控制及基于LS-SVM的控制。具体实现方法为：首先进行非线性解耦控制，将重复的非线性项分离成不同的成分。随后通过设计LS-SVM预测模型，对各成分分别进行控制。
三、仿真实验及分析
本文采用MATLAB软件对所提出的无轴承异步电机多变量非线性解耦控制策略进行了仿真实验，并与传统PID控制算法和基于反馈线性化的控制算法进行对比分析。
仿真实验结果表明，本文所提出的多变量非线性解耦控制策略具有很好的鲁棒性和稳定性，以及良好的控制精度和速度响应。与传统PID控制算法和基于反馈线性化的控制算法相比，本方法在控制效果上明显优于其他两种控制方法。
四、结论
本文提出了一种基于LS-SVM的无轴承异步电机多变量非线性解耦控制方法。通过对该方法的仿真实验，验证了该方法在无轴承异步电机的控制中具有良好的性能和应用前景。本方法具有很好的鲁棒性和耐久性，能够在实际应用中更为有效地控制无轴承异步电机。