異步電動機傳動系統(tǒng)的能量成形和信號變換控制研究.pdf

1、異步電動機是一個高階的、多變量、強耦合、且參數(shù)不確定的非線性系統(tǒng)。隨著電力電子技術和控制技術的飛速發(fā)展，從最初的矢量控制技術，到直接轉(zhuǎn)矩控制、反饋線性化，再到反步法、智能控制、無源性控制等，異步電動機傳動系統(tǒng)已經(jīng)可以獲得和直流電動機相似的高靜動態(tài)性能，異步電動機已經(jīng)可以和直流電機相媲美。最近，基于能量成形的端口受控哈密頓系統(tǒng)(PCH)控制已經(jīng)引起了廣大電機控制專家的重視。本文把異步電動機看成兩個端口（機械端口和電氣端口）的能量變換裝置，

2、并給出了基于能量成形控制方法的異步電動機的速度控制。
　　 首先，闡述了異步電動機傳動系統(tǒng)的國內(nèi)外研究動態(tài)和發(fā)展趨勢，包括異步電動機傳動系統(tǒng)的主電路、控制電路以及相應的控制策略的研究。給出了本文所用的基于能量成形和PCHD控制所需的理論基礎—無源性、耗散性、反饋互聯(lián)的定義，在此基礎上介紹了端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)的能量成形控制方法，并提出了基于一般PCHD模型的IDA-PBC反饋鎮(zhèn)定原理。
　　 其次，介紹了異步電動機的原

3、始數(shù)學模型以及建模和模型轉(zhuǎn)換所用的坐標變換原理，并在兩相靜止αβ坐標系下以及在兩相同步旋轉(zhuǎn)dq坐標系下建立了異步電動機的數(shù)學模型。并且建立了異步電動機dq坐標系上的速度控制PCHD模型，給出了其在Matlab/Simulink中的仿真模型。在此基礎上，給出了基于狀態(tài)PCH控制和基于狀態(tài)誤差PCH控制方法求取的控制器，負載未知時給出了基于負載觀測器和基于負載擾動估計器的控制方法求得的控制器，分析了平衡點的穩(wěn)定性。
　　 再次，研究

4、了異步電動機傳動系統(tǒng)的SPWM、SVPWM實現(xiàn)以及整個傳動系統(tǒng)的仿真。在Matlab/Simulink環(huán)境下，給出了異步電動機傳動系統(tǒng)的SPWM以及SVPWM的仿真模型，并對各種控制方法進行了詳細的仿真研究。對仿真結(jié)果進行了詳細的分析，仿真結(jié)果表明了控制方法的正確性以及有效性。
　　 然后，把異步電動機的端口受控哈密頓系統(tǒng)控制方法和矢量控制方法進行了比較，主要包括方法的比較、仿真結(jié)果的比較和物理意義上的分析。
　　 最后