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《合肥工业大学》 2007年
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交流电机矢量控制系统滑模变结构控制策略研究

王庆龙  
【摘要】: 交流电机本身是一个多变量、非线性、强耦合的时变参数系统,很难用精确的数学模型来描述,而交流电机矢量控制系统在运行过程中常因机械传动机构带来机械磨擦、振动等非线性问题,负载又经常大范围地变化。因此,要得到高性能的交流电机矢量控制系统就必须应用现代控制理论和先进控制策略使系统具有强鲁棒性,以克服参数变化、负载变化及非线性因素对系统性能的影响。滑模变结构控制是一种强鲁棒性的控制方法,对系统数学模型精度要求不高,具有快速响应、对参数及外部扰动变化不敏感、无需系统在线辨识,实现简单而且很适合计算机实现等优点,因此,很适合高性能的交流电机矢量控制系统。本文的研究工作主要就是针对滑模变结构控制在交流电机矢量控制系统中的应用开展的。 首先,研究了滑模变结构控制的设计及应用问题,内容包括滑模变结构控制的设计目标和设计方法、滑模交结构控制系统的不变性和抖振等问题。 其次,分析了交流感应电机矢量控制策略,针对传统的速度环PI或PID调节器控制方法存在的问题,设计了一种交流感应电动机矢量控制系统滑模变结构速度控制器。针对交流感应电机无速度传感器矢量控制,重点研究了交流感应电机的滑模观测器转速辨识方法,提出了一种新颖的变结构MRAS观测器,用于交流感应电机矢量控制系统的转速辨识,并对构成的无速度传感器矢量控制系统性能进行了仿真研究。 再次,在对永磁同步电机的矢量控制策略研究中,分析了各种基于先进控制理论的高性能速度控制器,设计了一种永磁同步电机矢量控制系统的滑模变结构速度控制器。针对永磁同步电机的无速度传感器矢量控制,重点研究了永磁同步电机的滑模观测器转速辨识方法,提出了一种基于变结构MRAS的永磁同步电机矢量控制系统转速辨识方法,并对构成的无速度传感器矢量控制系统性能进行了仿真研究。 最后,建立了一个基于TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A为核心控制器的交流驱动系统实验平台,并对提出的控制策略进行实验研究。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM34;TM921.5

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