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《江苏大学》 2011年
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无轴承异步电机非线性解耦控制策略研究

王正齐  
【摘要】:无轴承异步电机结合了异步电机和磁轴承的特点,既可产生驱动负载的电磁转矩,又能产生支承转子的径向悬浮力,其潜在的应用价值和复杂的运行控制已成为目前高速交流传动领域一个新的研究方向。针对无轴承异步电机非线性、强耦合、多变量的特点,本文在国家自然科学基金(60674095、61174055)等项目的支持下,以无轴承异步电机的非线性解耦控制为研究重点,研究了无轴承异步电机的数学模型、基于转矩绕组转子磁场定向的无轴承异步电机控制方法、基于逆系统方法的无轴承异步电机非线性内模控制策略以及基于支持向量机α阶逆系统方法的无轴承异步电机解耦控制方法,设计了无轴承异步电机的数字控制系统。 介绍了无轴承异步电机的结构、实现方法和径向悬浮力的产生原理,推导了径向悬浮力和旋转部分的数学模型,建立了转子运动方程。并通过有限元仿真,证明了所设计的无轴承异步电机结构和性能的正确性。 针对无轴承异步电机电磁转矩和径向悬浮力之间的强耦合特性,研究了基于转矩绕组转子磁场定向的无轴承异步电机控制策略。为解决转子磁场定向控制系统转子径向悬浮力之间存在耦合的问题,本文在以往基于转矩绕组转子磁场定向控制的无轴承异步电机系统基础上,加入悬浮控制绕组转子电流的补偿量,使得改进的系统具有更好的悬浮特性。 为了实现无轴承异步电机电磁转矩和悬浮力之间的动态解耦控制,本文采用基于逆系统方法的非线性内模控制策略。在运用逆系统方法将无轴承异步电机解耦成转子径向位移、转速和转子磁链四个独立的伪线性子系统后,对伪线性系统引入内模控制策略,保证了控制系统的鲁棒性和抗干扰能力。 针对建立无轴承异步电机的精确数学模型比较困难的问题,利用支持向量机来辨识无轴承异步电机的逆模型,并将它串联在原系统之前,接着采用线性系统综合的方法对无轴承异步电机进行复合控制。仿真试验结果表明,支持向量机α阶逆系统方法不仅能够实现无轴承异步电机转速子系统和转子径向位移子系统之间的动态解耦控制,而且较一般的逆系统方法鲁棒性更强,跟踪精度更高。 本文设计了以TMS320F2812数字信号处理器为核心的无轴承异步电机数字控制系统,包括硬件电路设计和软件编程。硬件电路设计由主电路、驱动电路、保护电路、检测电路和故障信号处理电路等构成。软件部分则基于无轴承异步电机转子磁场定向控制策略,介绍了数字控制系统的软件结构,并给出了各个程序模块详细的流程图。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM343

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓智泉,严仰光;无轴承交流电动机的基本理论和研究现状[J];电工技术学报;2000年02期
2 王凤翔,郑柒拾,王宝国;不同转子结构无轴承电动机的磁悬浮力分析与计算[J];电工技术学报;2002年05期
3 邓智泉,张宏全,王晓琳,严仰光;基于气隙磁场定向的无轴承异步电机非线性解耦控制[J];电工技术学报;2002年06期
4 刘国海,孙玉坤,张浩,赵文祥,沈跃;基于神经网络逆系统的磁悬浮开关磁阻电动机的解耦控制[J];电工技术学报;2005年09期
5 张腾,戴先中,陆翔;基于逆系统方法的汽轮发电机综合控制器[J];电力系统自动化;2001年06期
6 袁小芳;王耀南;杨辉前;;基于支持向量机的非线性逆控制及仿真研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2006年01期
7 周涌,陈庆伟,胡维礼;内模控制研究的新发展[J];控制理论与应用;2004年03期
8 钟伟民,皮道映,孙优贤;基于支持向量机的直接逆模型辨识[J];控制理论与应用;2005年02期
9 郭家虎;蔡旭;龚幼民;;双馈风力发电系统的非线性解耦控制[J];控制理论与应用;2009年09期
10 张婷婷;朱熀秋;;无轴承同步磁阻电机逆系统的解耦控制[J];控制理论与应用;2011年04期
【共引文献】
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1 张志杰,叶海峰,汪翔;FPGA应用技术及在电力系统中的应用前景[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
2 乔维德;;感应电机的模糊免疫控制研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
3 吴剑威;唐立新;;MATLAB/Simulink在《电力电子技术》教学研究中的应用[J];合肥师范学院学报;2011年06期
4 杨凡;李祥;涂军;;基于DSP的远程视频监控系统的研究和实现[J];安防科技;2008年01期
5 张建功;刘宝权;刘佳伟;;液压AGC电液伺服系统单神经元自适应控制与仿真研究[J];鞍钢技术;2006年03期
6 杨冠鲁,李晴燕,胡欣;同步发电机监督学习神经网络励磁控制器[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
7 钱慧芳,陈增禄;非线性系统的线性控制方法研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
8 赵涛,姜卫东;利用PSPICE仿真分析PWM控制电路[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年05期
9 杨玉东;刘保连;;基于模糊滑模控制器的PMSM伺服系统[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
10 王东霞;张楠;路晓丽;;基于育种算法的SVM参数优化[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 祝乐梅;岳宝增;;充液航天器姿态的自适应非线性动态逆控制[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 龙威;袁锐波;曾浩;张宗成;;压电式气动伺服阀控制策略的研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
3 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
4 陈秀;刘勇夫;冀晓童;高扬;徐青;王辉;;基于起停式飞剪矢量控制系统的研究[A];2011年河北省冶金信息化自动化年会论文集[C];2011年
5 汪卫平;;琅琊山电站机组变频启动时转子位置计算的介绍[A];抽水蓄能电站工程建设文集2011[C];2011年
6 刘贤兴;董磊;范文进;孙宇新;;五自由度无轴承异步电机的α阶逆系统解耦控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 刘艳红;李春文;汤洪海;;电力系统一般非线性综合切换励磁控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 宋海鹰;桂卫华;阳春华;;基于核偏最小二乘的简约最小二乘支持向量机及其应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 董磊;刘贤兴;孙宇新;;无轴承异步电机径向悬浮力的微分几何变结构解耦控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 ;Inverse System Control of Nonlinear Systems Using LS-SVM[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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1 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
6 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
7 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
8 杨金辉;数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D];湖南大学;2010年
9 万宇宾;交流伺服系统自适应滑模控制理论与方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 王晋;多相永磁电机的理论分析及其控制研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立飞;基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 展慧;基于多源信息融合技术的板栗分级检测方法研究[D];华中农业大学;2010年
3 冯小冬;基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究[D];南京医科大学;2010年
4 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
5 汪鹏飞;基于DSP的铜材连铸水平牵引变频调速控制系统研究[D];安徽工程大学;2010年
6 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
7 凌刚;基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究[D];安徽工程大学;2010年
8 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
9 张志华;弧形直线电机伸缩门及其控制研究[D];河南理工大学;2010年
10 唱志强;软开关电阻点焊逆变电源的研究[D];南昌航空大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈庆伟,郭毓,胡维礼;一种具有高阶无静差特性的内模控制器[J];兵工学报;2001年02期
2 龚剑平;FOPDT的模型不确定性界和内模控制器鲁棒性能设计[J];北京化工大学学报(自然科学版);2001年01期
3 曹建荣,虞烈,魏泽国,王勉华;基于逆系统理论的感应电动机解耦控制的研究[J];电工技术学报;1999年01期
4 邓智泉,严仰光;无轴承交流电动机的基本理论和研究现状[J];电工技术学报;2000年02期
5 田淳,胡育文;永磁同步电机直接转矩控制系统理论及控制方案的研究[J];电工技术学报;2002年01期
6 邓智泉,张宏全,王晓琳,严仰光;基于气隙磁场定向的无轴承异步电机非线性解耦控制[J];电工技术学报;2002年06期
7 刘国海,张浩,戴先中;神经网络逆系统在电机变频调速系统中的应用[J];电工技术学报;2003年03期
8 赵仁德,贺益康,黄科元,卞松江;变速恒频风力发电机用交流励磁电源的研究[J];电工技术学报;2004年06期
9 刘军,楚小刚,白华煜;基于参考磁链电压空间矢量调制策略的永磁同步电机直接转矩控制研究[J];电工技术学报;2005年06期
10 刘国海,孙玉坤,张浩,赵文祥,沈跃;基于神经网络逆系统的磁悬浮开关磁阻电动机的解耦控制[J];电工技术学报;2005年09期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李青;刘贤兴;;基于转子磁场定向的无轴承异步电机逆系统解耦控制[J];电机与控制应用;2010年02期
2 王新伟;刘文胜;王一;;ANSYS软件在无轴承异步电机磁场分析中的应用[J];电机技术;2008年02期
3 孙晓东;朱熀秋;张涛;吴熙;;无轴承异步电机径向位置的动态解耦控制[J];控制工程;2010年02期
4 刘贤兴;周进伟;;基于无差拍控制的无轴承异步电机DTC系统[J];电测与仪表;2011年08期
5 于焰均;刘贤兴;;无轴承异步电机定子磁场定向控制的研究[J];电气自动化;2009年03期
6 邓智泉,王晓琳,张宏荃,李冰,何礼高,严仰光;无轴承异步电机的转子磁场定向控制[J];中国电机工程学报;2003年03期
7 李冰 ,邓智泉 ,严仰光;无轴承异步电机的最大径向力有限元分析[J];中小型电机;2003年03期
8 雷美珍,邱建琪,林瑞光;无轴承异步电机的悬浮机理及其气隙磁场定向控制[J];中小型电机;2005年07期
9 刘贤兴;徐秋丽;马桂芳;范崇盛;;基于精确线性化解耦的无轴承异步电机非线性控制[J];微电机;2009年10期
10 邓智泉,张宏全,王晓琳,严仰光;基于气隙磁场定向的无轴承异步电机非线性解耦控制[J];电工技术学报;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘贤兴;董磊;范文进;孙宇新;;五自由度无轴承异步电机的α阶逆系统解耦控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 董磊;刘贤兴;孙宇新;;无轴承异步电机径向悬浮力的微分几何变结构解耦控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 朱熀秋;李烽;潘伟;孙晓东;;无轴承异步电机转子磁场定向控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 潘伟;许波;孙晓东;朱熀秋;;无轴承异步电机转子偏心的直接位移控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
5 朱熀秋;郝建欣;张伟霞;潘伟;刘贤兴;;无轴承异步电机两种磁场定向控制系统设计与性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 刘贤兴;王伟;朱大敏;;基于自抗扰控制器的无轴承异步电机SVM-DTC系统[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 邓智泉;张宏全;孟小利;严仰光;;无轴承异步电动机的非线性解耦控制[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
8 肖健梅;王锡淮;柯玉波;;基于支持向量机的电力系统励磁控制[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
9 金鹏;刘国海;董蓓蓓;周大为;;基于支持向量机α阶逆系统方法的无刷直流电机调速系统控制[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第五分册)[东南大学学报(增刊)][C];2009年
10 孙玉坤;王博;嵇小辅;黄永红;;基于模糊神经网络α阶逆系统的发酵过程多变量解耦控制(英文)[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第八分册)[控制理论与应用(专刊)][C];2009年
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1 王正齐;无轴承异步电机非线性解耦控制策略研究[D];江苏大学;2011年
2 张宏荃;无轴承异步电机非线性解耦控制的研究[D];南京航空航天大学;2005年
3 孙晓东;无轴承永磁同步电机及其非线性控制研究[D];江苏大学;2011年
4 于秀萍;基于动态逆系统和神经网络理论的BTT导弹控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 宋运忠;混沌控制与反控制若干问题研究[D];浙江大学;2006年
6 宋夫华;支持向量机逆系统方法及其应用研究[D];浙江大学;2006年
7 张朝海;电力系统运行与控制[D];华南理工大学;1996年
8 陈小红;径向基函数网络及其在非线性控制中的应用[D];浙江大学;1996年
9 邹新生;飞行器非线性参数辨识与鲁棒控制研究[D];清华大学;2006年
10 王玉斌;配电系统动态无功补偿技术的研究[D];山东大学;2007年
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1 王海涛;无轴承异步电机控制系统研究[D];江苏大学;2010年
2 李青;无轴承异步电动机非线性动态解耦控制的研究[D];江苏大学;2010年
3 朱大敏;基于自抗扰的无轴承异步电机SVM-DTC控制系统研究[D];江苏大学;2010年
4 王正齐;磁悬浮异步电动机逆系统解耦控制的研究[D];江苏大学;2009年
5 孙晓东;无轴承异步电机非线性解耦与试验研究[D];江苏大学;2008年
6 雷美珍;无轴承异步电机的悬浮控制系统研究[D];浙江大学;2006年
7 董磊;五自由度无轴承异步电机的非线性解耦控制研究[D];江苏大学;2008年
8 于焰均;无速度传感器的无轴承异步电机定子磁场定向控制的研究[D];江苏大学;2009年
9 花燕;无轴承异步电机无速度传感器技术的研究[D];南京航空航天大学;2006年
10 张腾超;无轴承异步电机基础理论与实验研究[D];江苏大学;2006年
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