朱熀秋，顾志伟

(江苏大学 电气信息工程学院，江苏 镇江 212013)

0 引 言

无轴承永磁同步电机(bearingless permanent magnet synchronous motor, BPMSM)是集磁轴承技术与永磁同步电机技术于一体的新型电机，不仅具有磁轴承无机械摩擦、无需润滑、噪声小、使用寿命长等优良特性，还具有永磁同步电机功率密度大、效率高的优点，在航空航天、生命科学、半导体制造等领域具有广阔的应用前景[1-4]。

目前研究较普遍的是二自由度无轴承永磁同步电机(2-degree-of-freedom bearingless permanent magnet synchronous motor, 2-DOF BPMSM)，电机转子的一端用调心球轴承固定，转子只能实现径向两个自由度悬浮，不能轴向移动，没有真正意义上实现电机的无轴承化，而五自由度无轴承永磁同步电机(5-degree-of-freedom bearingless permanent magnet synchronous motor,5-DOF BPMSM)用三自由度混合磁轴承(3-degree-of-freedom hybrid magnetic bearings,3-DOF HMB)代替调心球轴承，实现了转子另外两个径向自由度和一个轴向自由度的悬浮控制，真正意义上做到了电机的无轴承化。因此，对其展开深入研究具有重要意义。

5-DOF BPMSM是一个多变量、非线性、强耦合系统，其悬浮力与电磁转矩之间以及各悬浮力之间都存在着较强的耦合。因此，实现5-DOF BPMSM悬浮力与电磁转矩之间以及各悬浮力之间的解耦控制是其能稳定运行的前提。逆系统方法是对非线性系统进行解耦控制常采用的方法，该方法需要被控对象的精确数学模型[5]，而由于5-DOF BPMSM的复杂性，其精确数学模型通常很难获得。针对一些非线性系统难以通过精确数学模型获得逆系统的问题，文献[6]提出使用神经网络来构建被控对象的逆系统，但是神经网络存在“黑箱”性，并且易陷入局部极值。……