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《青岛大学》 2006年
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基于PCH方法的交流电机建模与控制

王海亮  
【摘要】:交流电机是一种典型的非线性对象,自身的一些参数以及外部负载都具有不确定性,还有磁饱和、复杂的静动摩擦等问题。本文主要针对异步电动机及永磁同步电动机,运用哈密顿系统理论中的互联和阻尼配置的无源性控制(IDA-PBC)方法进行了调速系统设计,同时对所设计的系统在Matlab/Simulink的软件环境下进行仿真,通过仿真结果验证了所设计的调速系统的正确性。 首先,介绍了耗散系统和一类无源系统——哈密顿系统的一些基础知识。对这类系统的属性,出于稳定控制的考虑,我们从能量成型的角度进行了研究,给出了无源系统的稳定性定理和耗散系统的稳定性定理,讨论了耗散的端口受控哈密顿系统的反馈镇定方法。 其次,以交流电机为对象,利用端口受控哈密顿(PCH)系统理论建立了PCH系统模型。这其中包括永磁同步电机(PMSM)的速度控制模型;异步电动机的速度控制模型。并且分析了各种交流电机PCH系统模型的特性,包括:能量平衡特性,耗散特性,无源特性等等。 再次,在交流电机PCH系统模型的基础上,引入已经较为成熟的互联和阻尼配置的无源性控制方法,针对永磁同步电动机,我们设计了基于i_d=0原理的速度控制器和“最大转矩/电流”MTPA原理的速度控制器;针对异步电动机,我们也设计了速度反馈控制器。同时解决了包括反对称矩阵,阻尼矩阵的配置,期望能量函数的选择,平衡点的求取,稳定性分析等问题。利用Matlab/Simulink仿真软件,对具体典型电机调速系统进行了仿真应用研究。 论文最后对全文所作的工作进行了总结,并指明了未来的研究方向。
【学位授予单位】:青岛大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM34

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