應用智慧型控制六相永磁同步馬達驅動系統之電動轉向系統(3/3)

本計晝之目標為研製以數位訊號處理器為基礎之智慧型控制六相永磁同步馬達驅 動系統，並將其應用在電動轉向系統上。本計晝首先於第一年度進行以六相永磁同 步馬達為基礎之電動轉向系統之設計、分析與推導其動態模型，並發展以數位訊 號處理器為基礎之驅動控制系統，用以驅動六相永磁同步馬達的電動轉向系統。 六相永磁同步馬達為基礎之電動轉向系統是一個非線性與時變的系統，且電動轉 向系統的參數變化、外力干擾與摩擦力對整體之控制的準確性相當敏感。因此， 電動轉向系統的穩定性是目前最重要的發展議題。因此，第二年度將著眼於設計改良 型差分演化演算法之非對稱歸屬函數之小波模糊類神經網路控制系統，並使用在 六相永磁同步馬達之電動轉向系統的定位控制。上述具有結構簡單、快速收斂與容 易使用等眾多優點的改良型差分演化演算法將用來取代傳統試誤法，來線上調整權重值 的學習速率，以加強整體控制系統的學習能力與系統穩定性。此外本計晝將於第三年 度設計一個以智慧型二階滑動模態控制器為主的控制系統來進行電動轉向系統 之定位控制。相較於一般傳統滑動模態控制，此智慧型控制系統將採用具有線上 學習與快速收斂特性的非對稱歸屬函數之小波模糊類神經網路作為估測器，來估 測電動轉向系統的系統參數變化與外來干擾，以彌補使用切換函數所引起的抖動現象， 並利用強健控制器來改善非對稱歸屬函數之小波模糊類神經網路估測所造成的重建誤 差。因此智慧型二階滑動模態控制器綜合以上兩者，以強化軌跡追隨的控制效能與穩 定性。本計晝採用德州儀器之TMS320F28335 DSP，以C語言實現所推導之各種控 制法則，並利用DSP周邊擴充電路之編碼器介面電路與類比數位轉換電路讀取位 置感測器所量測之轉子位置與馬達轉速，以及由電流感測器所量測之六相電流訊 號，再配合磁場導向控制，將控制系統所計算出的PWM開關訊號送至反流器， 以驅動六相永磁同步馬達，達成以數位訊號處理器與六相永磁同步馬達為基礎之 電動轉向系統。此系統將可作為商品化之雛形，並具備轉向系統運轉時之精確定 位與穩定度。