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基于并行动态学习型免疫算法的永磁同步电机状态监测
  • ISSN号:0254-4156
  • 期刊名称:自动化学报
  • 时间:2015.7.15
  • 页码:1283-1294
  • 分类:TP[自动化与计算机技术]
  • 作者机构:[1]湖南科技大学信息与电气工程学院,湘潭411201
  • 相关基金:国家科技支撑计划(2012BAH09802),国家自然科学基金(61174140,51374107),中国博士后科学基金(2013M540628,2014T70767),湖南省自然科学基金(13JJ8014,14JJ3107),湖南省教育厅科研优秀青年项目(158087)资助 Key Projects in the National Science and Tech- nology Pillar Program (2012BAH09B02), National Natural Sci- ence Foundation of China (611T4140, 51374107), China Post- doctoral Science Foundation Funded Project (2013M540628,2014T70767), Hunan Provincial Natural Science Foundation of China (13JJ8014, 14JJ3107), and Hunan Provincial Education Department outstanding youth project (15B087)
  • 相关项目:非线性动态欠秩系统多参数辨识与状态估计
中文摘要:

为提高永磁同步电机(Permanent magnet synchronous machine,PMSM)系统参数辨识与状态监测效率,利用图形处理器(Graphics processing unit,GPU)并行计算与人工免疫技术相结合的研究方法,建立面向永磁同步电机系统基于GPU并行动态学习型免疫进化的参数估计与状态监测模型。为提高算法的动态跟踪性能,在抗体演化进程中,通过知识学习策略来引导算法进化过程,首先将抗体群划分为B细胞群、浆细胞群以及记忆细胞群,对处于不同进化群体中的抗体分别设计免疫综合学习策略、免疫反向学习策略和高斯学习策略,以增强抗体间的信息交互;接着,应用图形处理器并行计算技术进一步加速算法求解过程;最后,将所提算法应用于永磁同步电机系统参数辨识与状态监测中,实验表明,所提方法能同时准确地对电机的定子电阻、dq轴电感和永磁磁链等系统关键参数进行估计。依据参数变化实现对系统运行状态进行在线监测与预警。计算结果表明,GPU并行技术能大幅度提高计算效率。

英文摘要:

In order to improve the efficiency of permanent magnet synchronous generator parameter estimation, a novel multi-parameters intelligent identification and condition monitoring method is proposed based on GPU parallel dynamic learnable immune evolutionary algorithm. This method named G-PDLIA combines graphics processing unit (GPU) parallel computing technology and artificial immune system. To improve the fast dynamic tracking performance of the detection algorithm, a knowledge learning scheme is used to guide the evolution process of the artificial immune algorithm. The details are as follows: firstly, the whole population is divided into B cells, plasma cells and memory cells; secondly, three learning strategies are designed for different evolutionary groups, including immune comprehensive learning strategy, immune opposition learning strategy and Gaussian dynamic learning strategy, and the interactions between antibodies are enhanced by a proposed learning operators; then, the proposed method is accelerated by GPU parallel computing technology. Finally, the proposed method is applied to PMSM parameters estimation and condition monitoring. The proposed method can effectively estimate the machine dq-axis inductances, stator winding resistance and rotor flux linkage. The task of online monitoring and early warning can be implemented for the running permanent magnet synchronous machine (PMSM) according to parameters changing. Furthermore, the computational efficiency is greatly enhanced by GPU-aecelerated parallel computing technique compared to a CPU-based serial execution.

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期刊信息
  • 《自动化学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院自动化研究所
  • 主编:王飞跃
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:aas@ia.ac.cn
  • 电话:010-64019820
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4156
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2109/TP
  • 邮发代号:2-180
  • 获奖情况:
  • 1997年获全国优秀期刊奖,1985、1990、1996、2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,2002年获国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27550