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感应电机的非线性控制研究

李伟  
【摘要】:本论文系统地研究了感应电机的非线性控制方法,该方法的应用研究对于工业生产的发展有着深刻的意义。 首先,针对感应电机控制存在的各种问题包括非线性特征,实际应用中电机参数的变化和状态的不可检测等我们分析比较了当前各种方法的研究前景,指出利用非线性控制理论来实现感应电机控制的原因和目的。 其次,论文在第二章比较系统地分析和总结了目前感应电机的各种非线性控制方法,并在一定范围和条件下对各种方法进行了理论上和仿真实验的初步比较,从而获得感应电机非线性控制方法发展的思路和方向。 再次,针对前一章控制方法的一些成果和缺陷,对其中一些非线性控制方法进行了某些方面的改进和发展。主要将无源性控制方法扩展应用至永磁同步电机。另外对于基于逆变器死区特性的感应电机系统,采用了自适应积分反步法来实现逆变器死区的补偿。 在通过比较得出感应电机的非线性控制发展的方向之后,我们根据感应电机的基本物理性质给出了一种新型无源性控制策略。该策略利用了感应电机误差的动态方程满足最小相的条件,利用最小相系统无源性与稳定性的关系来实现系统的全局稳定。同时对状态变量的不易直接测量利用观测器策略或输出变量来设计控制律,而对于运行中参数的变化则通过自适应和鲁棒控制策略来实现补偿。 对于当前计算机和网络控制技术的快速发展,本文讨论了感应电机的离散控制技术。在无源性控制的基础上,给出了一种能够实现系统全局稳定的离散控制方法。对于感应电机网络控制中存在的延时和数据丢失两个主要问题也进行了初步的分析和探讨。 另外对于与本课题有关的一个实际项目——电梯门机的控制,设计了一套完整的硬件和软件。根据市场的需要,针对软硬件方案提出了一种新的PWM控制策略,取得了较好的效果。 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。


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