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《山东大学》 2006年
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交流电机的能量成型与非线性控制研究

于海生  
【摘要】:基于交流电机的现代电气传动是应用最广泛的机电系统,从控制的观点来看,它们提供了复杂的多变量非线性问题并且构成了非线性控制的一个重要应用领域。对于这些问题,我们综述和分析了现有的解决方案,但大部分方案太复杂而不容易实现。近来,系统镇定的能量成型方法尤其倍受关注,该方法的主要特征是在闭环控制中系统结构(哈密顿或拉格朗日结构)保持不变,其优点是闭环系统的能量函(存储)数可作为Lyapunov函数,从而使系统稳定性分析更容易。本文主要研究交流电机的拉格朗日、哈密顿、反步、单神经元直接模型参考自适应等控制方法。 1.首先,综述了交流电机控制策略的国内外发展动态,并从四个方面进行了分析:基于稳态模型的控制策略、基于动态模型的控制策略、不依赖于模型的控制策略、现代鲁棒与非线性控制策略。更进一步,我们介绍了欧拉-拉格朗日和端口受控哈密顿系统的能量成型控制方法的发展状况,并提出了交流电机传动系统的发展趋势。 2.介绍了输入输出稳定性、无源性、耗散性、L_2增益、能量成型和能量平衡方程的定义和一些重要理论,实际上,这些理论反映了无源性是能量变换特性。描述并给出了欧拉-拉格朗日(EL)和端口受控耗散哈密顿(PCHD)系统的一般数学表达形式。 3.在科学和工程实际当中,能量是基本概念之一,通常认为动态系统是能量变换装置。在研究复杂非线性系统时,这个观点是非常有用的。把复杂非线性系统分解成比较简单的子系统,依靠互联并用注入能量的方法来确定整个系统的行为。据此,我们分析了EL和PCHD系统的一些重要特性,并从能量平衡的观点和交流电机的原始模型出发,在α β静止坐标系和dq同步旋转坐标系,分别建立了交流电机(PMSM—永磁同步电机、IM—异步电机、DFIM—双馈异步电机)的EL和PCHD系统模型。 4.一个相当不同的技术称之为无源性控制,已用于交流电机的控制。交流电机的EL模型提供了系统的物理特性,如:能量无源性、阻尼注入和能量成型。为了求解IM的速度控制问题,我们采用电机转子磁链子系统的无源性,给出了带电流内环速度控制系统的一种简明设计,所设计的系统无须
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM34

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张鹏辉;梁志珊;;STATCOM无源性控制与PI控制的比较研究[J];控制工程;2008年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 宋蕙慧;双馈风力发电系统能量成型控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
2 张平化;基于VSR-VSI的永磁同步电机驱动控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘进;异步电动机的PCH控制与L2增益扰动抑制技术[D];青岛大学;2011年
2 臧元强;PWM整流器的PCH建模与控制[D];青岛大学;2011年
3 刘旭东;基于无速度传感器的永磁同步电机PCH控制[D];青岛大学;2011年
4 王勇;功率变换器的能量成形控制研究[D];青岛大学;2008年
5 于珊珊;永磁同步电机的能量成形与无源性控制[D];青岛大学;2010年
6 魏晓晨;异步电动机传动系统的能量成形和信号变换控制研究[D];青岛大学;2010年
7 杨倩倩;基于PCHD双馈感应发电机的L2增益控制研究[D];青岛大学;2010年
8 贾坤;基于无速度传感器方法的交流电机PCH控制[D];青岛大学;2010年
9 宋强;基于Back-to-Back变流器的交流电机PCH控制研究[D];青岛大学;2012年
10 李海龙;多罐液位系统的哈密顿建模与能量成形控制[D];青岛大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 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
3 陈伯时,冯晓刚,王晓东,夏承光;电气传动系统的智能控制[J];电气传动;1997年01期
4 李艳,邵曰祥,邵世煌,方建安;带有神经网络估计器的模糊直接转矩控制[J];电气传动;1997年01期
5 郭庆鼎,王丽梅,罗睿夫;神经网络在伺服系统中的应用[J];电气传动;1997年01期
6 李艳,邵日祥,邵世煌;模糊控制在电气传动中的运用现状及前景[J];电气传动;1997年02期
7 龙英文,赵光宙;模糊滑模变结构控制在伺服系统中的应用[J];电气传动;2004年01期
8 吴捷,钱来,杨金明;感应电动机锁相及模糊滑动模控制[J];控制理论与应用;2000年02期
9 王勋先,韩曾晋,何克忠;感应电机调速系统的鲁棒最优控制[J];控制理论与应用;2000年02期
10 刘国海,戴先中;具有不确定负载的交流电机自适应后推控制方法[J];控制与决策;2001年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李伟;;覆膜机在开发彩涂家电板中的应用[J];四川有色金属;2010年01期
2 周成朋;基于有功负荷ON-OFF调制的电力系统稳定控制[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
3 徐中领;李桥梁;;交流感应电机无速度传感器矢量控制系统设计[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
4 汤伟;工控机在预熔颗粒保护渣物料配比中的应用[J];鞍钢技术;2001年03期
5 华贵山;;基于单片微机测控系统中的数字滤波技术研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年05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 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
9 张春,郭兴众;模糊直接转矩控制系统的仿真研究[J];安徽机电学院学报;2002年04期
10 江明,王伟;变频调速技术的发展概况及趋势[J];安徽机电学院学报;2002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 胡春雨;李武峰;严辉;;一种新型电动汽车智能充电机的研制[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
3 王印松;田瑞丽;吕丽霞;;基于自适应“反步”法的火电厂单元机组协调控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 宾洋;陈恳;陈娜娜;;考虑状态时滞的SISO非线性系统输出干扰解耦控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 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
6 杨俊春;胡军;吕孝乐;;高超声速飞行器再入段滑模跟踪控制设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 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
8 梁捷;陈力;;漂浮基空间机械臂姿态、关节协调运动的模糊变结构滑模控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 陈志煌;陈力;;漂浮基双臂空间机器人本体与末端抓手协调运动的模糊滑模控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 张秀华;张庆灵;;微分代数系统的无源性在励磁系统中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张宏瀚;高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 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
3 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
4 高京广;非线性随机系统的稳定、镇定与优化[D];华南理工大学;2010年
5 王前;开关电源的协同控制理论及脉宽调制应用技术研究[D];华南理工大学;2010年
6 罗珂;基于输出预测和LMI方法的电力系统广域阻尼控制研究[D];山东大学;2010年
7 吴乐彬;基于电液伺服并联六自由度机构的广义负载模拟理论和实验研究[D];浙江大学;2010年
8 周巍;煤矿井下搜救探测机器人的路径规划及轨迹跟踪控制研究[D];太原理工大学;2011年
9 张志锋;感应电机无速度传感器直接转矩控制关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 关丽荣;基于反推技术的永磁直线同步电机控制策略研究[D];沈阳工业大学;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 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
3 杨记明;两类孤子方程的可积扩展模型及一类非线性方程的Wronskian解[D];山东科技大学;2010年
4 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
5 苏鹏;带式输送机起动制动一体化自动控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
6 王云虎;关于几类可积系统的扩展模型与非线性演化方程的Painlevé分析的研究[D];山东科技大学;2010年
7 王惠;非线性发展方程的精确解与可积系统的生成及其可积拓展[D];山东科技大学;2010年
8 唐雷雨;离散的可积系统及其可积耦合系统[D];山东科技大学;2010年
9 刘鲁艳;基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计[D];山东科技大学;2010年
10 高圆圆;基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王久和;尹虹仁;张金龙;李华德;;采用功率内环和电压平方外环的电压型PWM整流器[J];北京科技大学学报;2008年01期
2 罗文广;张志学;;背靠背四象限变流器控制方法的研究[J];大功率变流技术;2009年06期
3 ;矢量控制理论介绍[J];变频器世界;2006年05期
4 王梅生;许长山;;一种低装机容量、节能、廉价的起重机变频回馈系统[J];变频器世界;2009年09期
5 王志新;谷云东;王加银;宋雯彦;;双容水箱上的几种液位控制实验及被控对象的数学模型[J];北京师范大学学报(自然科学版);2006年02期
6 张玲霞;李学军;李杰;;基于组态王的液位控制系统仿真实验[J];长春大学学报;2010年04期
7 王久和,李华德,李正熙;电压型PWM整流器直接功率控制技术[J];电工电能新技术;2004年03期
8 顾亮;沈传文;季筱隆;;基于无源性的感应电机控制系统设计[J];电工电能新技术;2006年03期
9 曹炳君;飞轮储能系统中能量转换环节[J];电工电能新技术;1997年04期
10 陈冲,齐虹,王炎,王广雄;感应电动机的非线性解耦控制[J];电工技术学报;1996年06期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 张建成;飞轮储能系统及其运行控制技术研究[D];华北电力大学;2001年
2 卞松江;变速恒频风力发电关键技术研究[D];浙江大学;2003年
3 陈荣;永磁同步电机伺服系统研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 刘栋良;永磁同步电机伺服系统非线性控制策略的研究[D];浙江大学;2005年
5 邹旭东;变速恒频交流励磁双馈风力发电系统及其控制技术研究[D];华中科技大学;2005年
6 李时杰;基于Back-to-Back变流技术的调速系统的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
7 杨淑英;双馈型风力发电变流器及其控制[D];合肥工业大学;2007年
8 苏健勇;基于磁链观测器的永磁同步电动机无传感器控制技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
9 石宇静;复杂工业过程模型预测控制的研究[D];东北大学 ;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邢雷;异步电机矢量控制及其数字化实现的研究[D];东北大学;2005年
2 吴良柱;基于DSP的ASVG的控制策略及装置的研究[D];中南大学;2005年
3 王海亮;基于PCH方法的交流电机建模与控制[D];青岛大学;2006年
4 朱敏;基于能量成形的交流电机非线性控制[D];青岛大学;2007年
5 胡开埂;基于DSP的永磁同步电机四象限驱动控制系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 侯俊;基于哈密顿方法的交流电机能量成形控制[D];青岛大学;2008年
7 蒋桂强;背靠背电压源型变流器的控制器设计及性能分析[D];东北电力大学;2009年
8 任洪莹;船舶电力推进永磁同步电动机制动过程的研究[D];大连海事大学;2009年
9 张叶明;基于双馈感应电机的风力发电系统研究[D];青岛大学;2009年
10 邹宗伟;交流传动系统的能量成形和信号变换控制研究[D];青岛大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 罗苏华;电动车用PMSM驱动系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 刘进;异步电动机的PCH控制与L2增益扰动抑制技术[D];青岛大学;2011年
3 王芳媛;基于无源性的永磁同步电机高性能速度控制研究[D];华南理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 刘国海,戴先中;感应电动机调速系统的解耦控制[J];电工技术学报;2001年05期
3 刘国海,戴先中;交流电机输入输出自适应解耦控制[J];电工技术学报;2002年01期
4 王勋先,丁刚,韩曾晋;基于逆系统方法感应电动机调速系统的分析及控制[J];电机与控制学报;1998年03期
5 周绍生,费树岷,冯纯伯;带有界扰动的多输入非线性串级系统的控制[J];东南大学学报;1999年06期
6 张侃健,冯纯伯,费树岷;一类不确定非线性系统的鲁棒自适应跟踪[J];东南大学学报(自然科学版);2000年02期
7 何峰;;参数自适应Fuzzy调节器在变频调速中的应用[J];电气传动;1990年06期
8 汪木兰;顾绳谷;;现代电力传动智能化发展趋势[J];电气传动;1993年03期
9 舒怀林;魏泽国;;交流串级调速双环模糊PI单片机控制系统[J];电气传动;1993年06期
10 吴捷,赵干,肖湘华,陈清泉,王化谦;感应电动机拖动装置的滑动模控制[J];华南理工大学学报(自然科学版);1996年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 焦俊;陈无畏;王继先;李绍稳;崔怀雷;王檀彬;;基于RBF在线辨识的AGV转向单神经元PID控制[J];仪器仪表学报;2008年07期
2 李菁菁;任章;曲鑫;;机动滑翔飞行器的自抗扰反步高精度姿态控制[J];系统工程与电子技术;2010年08期
3 沈安文,舒州,王永骥;基于单神经元控制的交流调速系统及其仿真[J];三峡大学学报(自然科学版);2002年03期
4 田伟;于海生;于金鹏;;Cuk变换器的能量成型控制与仿真研究[J];青岛大学学报(工程技术版);2006年04期
5 许大中;漫谈交流电机调速技术的发展[J];电气应用;1991年03期
6 汪家铭;;交流电动机的故障诊断技术[J];电机与控制应用;1991年04期
7 周扬忠;;交流电机高性能转矩控制教学内容设计[J];电气电子教学学报;2008年05期
8 张宇华;李璟延;姜建国;;基于力与力矩补偿的挖泥船动力定位反步法控制研究[J];船舶工程;2010年04期
9 陈剑;惠晶;林瑞全;;基于单神经元PID控制器的交流调速系统[J];福州大学学报(自然科学版);2006年05期
10 纪真;刘保国;;基于PCL818HG的交流电机变速控制方案设计[J];起重运输机械;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐爱荣;;交流电动机减压软启动系统的设计[A];土木建筑学术文库(第9卷)[C];2008年
2 侯媛彬;吕志来;鲁晓辉;郭建彪;薛增奇;;一种神经元实时控制交流电动机方案的实现[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年
3 庞岩;;基于模型的非线性控制技术——非线性广义最小方差控制[A];第四届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2010年
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5 舒怀林;;PID控制与神经网络的结合及PID神经网络非线性控制系统[A];第十九届中国控制会议论文集(二)[C];2000年
6 杨建忠;霍丽华;;基于目标状态方程的SRM非线性预测控制[A];2009中国控制与决策会议论文集(3)[C];2009年
7 程仁洪;涂菶生;;电机调速系统中的模糊控制器的设计[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
8 焦斌;林家骏;;遗传算法改进的单神经元PID控制器及其应用[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
9 苏思贤;杨慧中;;一种基于RBF在线辨识的单神经元自抗扰控制器[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
10 高文生;刘普;祝世兴;;基于单神经元PID控制的温度控制系统[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 中国机电产品进口商会 孙广彬;我国电机出口面临提升品质压力[N];中国工业报;2007年
3 山东 郎东风 王建辉 韩照训 马存兵;制作交流电机简易测试装置[N];电子报;2009年
4 湖南 张晓晖;家用电器中的交流电动机[N];电子报;2005年
5 中国机电产品进出口商会电工产品分会;增势趋缓亟待调整[N];国际经贸消息报;2002年
6 常 忠;出口亚洲突破50% 交流电动机市场拓展还有多大空间 [N];中国工业报;2005年
7 林家辉;我国交流电动机出口格局稳定[N];中国电力报;2002年
8 凌维;扩大出口不等于盲目降价[N];中国机电日报;2002年
9 木公;非线性控制技术提高聚合物生产率[N];中国石化报;2004年
10 中国机电产品进出口商会电工分会;2006年电动机出口呈现高速增长[N];机电商报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 于海生;交流电机的能量成型与非线性控制研究[D];山东大学;2006年
2 于金鹏;基于模糊逼近的交流电动机自适应控制[D];青岛大学;2011年
3 王红睿;一类欠驱动系统输出跟踪控制问题的理论和方法研究[D];吉林大学;2009年
4 李伟;感应电机的非线性控制研究[D];华南理工大学;2002年
5 赵云;交流电机高速化驱动关键控制技术研究[D];华中科技大学;2012年
6 张海鹏;鲁棒滑模反步控制法及其在减摇鳍中的应用[D];哈尔滨工程大学;2004年
7 洪小圆;基于永磁同步电机的电梯运动控制研究[D];浙江大学;2012年
8 吴峻;交流电机的转矩控制及电动车驱动技术的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
9 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
10 高丙团;一类欠驱动机械系统的非线性控制研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王磊;永磁同步电机非线性控制算法研究[D];大连海事大学;2009年
2 魏庆伟;交流电机单神经元模型参考自适应控制系统研究[D];青岛大学;2006年
3 张胜洲;带有双向直流环节的交流电机牵引实验系统的研究[D];南京理工大学;2010年
4 尚丽辉;一种先进直流驱动器的开发与研究[D];河北工业大学;2003年
5 李志强;基于RBF神经网络在线辨识的永磁无刷直流电机单神经元自适应PID控制[D];天津大学;2005年
6 霍展羽;调速系统中的通用单神经元控制及其算法的研究[D];西安理工大学;2004年
7 王海亮;基于PCH方法的交流电机建模与控制[D];青岛大学;2006年
8 吕开东;倒立摆系统设计及神经元控制研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 刘亚秋;木材干燥窑神经网络控制与仿真[D];东北林业大学;2001年
10 张伟;统一潮流控制器(UPFC)的控制方法研究[D];湖南大学;2003年
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