異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的能量成形和信號(hào)變換控制研究.pdf

1、異步電動(dòng)機(jī)是一個(gè)高階的、多變量、強(qiáng)耦合、且參數(shù)不確定的非線性系統(tǒng)。隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，從最初的矢量控制技術(shù)，到直接轉(zhuǎn)矩控制、反饋線性化，再到反步法、智能控制、無源性控制等，異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)可以獲得和直流電動(dòng)機(jī)相似的高靜動(dòng)態(tài)性能，異步電動(dòng)機(jī)已經(jīng)可以和直流電機(jī)相媲美。最近，基于能量成形的端口受控哈密頓系統(tǒng)(PCH)控制已經(jīng)引起了廣大電機(jī)控制專家的重視。本文把異步電動(dòng)機(jī)看成兩個(gè)端口（機(jī)械端口和電氣端口）的能量變換裝置，

2、并給出了基于能量成形控制方法的異步電動(dòng)機(jī)的速度控制。
　　 首先，闡述了異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，包括異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的主電路、控制電路以及相應(yīng)的控制策略的研究。給出了本文所用的基于能量成形和PCHD控制所需的理論基礎(chǔ)—無源性、耗散性、反饋互聯(lián)的定義，在此基礎(chǔ)上介紹了端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)的能量成形控制方法，并提出了基于一般PCHD模型的IDA-PBC反饋鎮(zhèn)定原理。
　　 其次，介紹了異步電動(dòng)機(jī)的原

3、始數(shù)學(xué)模型以及建模和模型轉(zhuǎn)換所用的坐標(biāo)變換原理，并在兩相靜止αβ坐標(biāo)系下以及在兩相同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下建立了異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。并且建立了異步電動(dòng)機(jī)dq坐標(biāo)系上的速度控制PCHD模型，給出了其在Matlab/Simulink中的仿真模型。在此基礎(chǔ)上，給出了基于狀態(tài)PCH控制和基于狀態(tài)誤差PCH控制方法求取的控制器，負(fù)載未知時(shí)給出了基于負(fù)載觀測(cè)器和基于負(fù)載擾動(dòng)估計(jì)器的控制方法求得的控制器，分析了平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性。
　　 再次，研究

4、了異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的SPWM、SVPWM實(shí)現(xiàn)以及整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真。在Matlab/Simulink環(huán)境下，給出了異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的SPWM以及SVPWM的仿真模型，并對(duì)各種控制方法進(jìn)行了詳細(xì)的仿真研究。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析，仿真結(jié)果表明了控制方法的正確性以及有效性。
　　 然后，把異步電動(dòng)機(jī)的端口受控哈密頓系統(tǒng)控制方法和矢量控制方法進(jìn)行了比較，主要包括方法的比較、仿真結(jié)果的比較和物理意義上的分析。
　　 最后