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异步电动机的PCH控制与L2增益扰动抑制技术

作　者: 刘进
导　师: 于海生
学　校: 青岛大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 哈密顿系统 L2增益 异步电动机 速度控制
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 31次
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内容摘要


异步电动机具有结构简单、制造容易、运行可靠、维护方便等优点,并且随着电力电子技术的发展和控制技术的发展,使其逐渐替代直流电动机,成为当前工业场合主要的动力设备。异步电动机是一个高阶的、强耦合、参数不确定的非线性系统,传统的矢量控制方法从异步电动机的动态模型出发,均能实现优良的静、动态性能。但是该方法也存在着不足,易受电动机转子参数的影响。针对异步电动机非线性的特点,一些专家学者将智能控制、反馈线性化、反步法、无源性控制等诸多非线性方法应用到电动机调速中,并且已经取得了丰富的理论和实验成果。近几年,基于能量成形的端口受控哈密顿系统控制引起了诸多电机控制学者的关注。本文给出了异步电动机能量成形控制方法和扰动抑制方法第一,介绍了异步电动机传动系统的国内外研究现状和发展趋势,包括传动系统驱动电路和控制策略的发展趋势。第二,阐述了本文所用到的能量成形和PCH控制的理论基础(无源性、耗散性等),给出了端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)的能量成形控制方法和分析系统稳定性的方法；并且介绍了L2增益扰动抑制技术的工作原理。第三,介绍了异步电动机的三相原始数学模型、坐标变换原理,并分别介绍了两相静止和旋转坐标系下的异步电动机数学模型；在dq坐标系上,建立了异步电动机速度控制PCHD模型。在系统不存在扰动时,利用基于状态误差PCH控制方法求取的控制器；异步电动机存在外部负载或内部参数扰动时,利用PCHD系统的L2增益扰动控制原理,求取了扰动抑制器；为了彻底消除稳态误差,引入了PI控制作用,并且分别分析了平衡点的稳定性。第四,给出了异步电动机传动系统主电路结构,并且讨论了传动系统的SVPWM实现过程。并在Matlab/Simulink环境下,对各控制器进行了仿真验证,仿真结果表明系统的动、静态性能优越。并且把异步电动机的PCHD控制方法和传统矢量控制方法进行了比较。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 异步电机
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