磁浮列車用直線同步電機自抗擾矢量控制調(diào)速系統(tǒng).pdf

1、磁浮列車的直線同步驅(qū)動系統(tǒng)是一個多變量、非線性、不確定的控制對象。對于這樣一個復(fù)雜系統(tǒng)，其控制器設(shè)計具有較高難度。采用矢量控制方法，可以將直線同步電機控制系統(tǒng)分解為磁鏈和轉(zhuǎn)矩兩個子系統(tǒng)，在一定程度上實現(xiàn)了磁鏈和轉(zhuǎn)矩兩個環(huán)節(jié)的解耦控制。 對于轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制下的直線同步電機控制器的設(shè)計，目前采用最廣泛的是PI調(diào)節(jié)方法。PI調(diào)節(jié)器采用經(jīng)典調(diào)節(jié)理論進行設(shè)計，不依賴于對象的數(shù)學模型，是一種基于誤差反饋的控制策略。由于PI調(diào)節(jié)器的簡單

2、性和實用性，在實際系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于PI調(diào)節(jié)器本身的局限性，控制器的控制性能不高，一組PI調(diào)節(jié)器參數(shù)不能適應(yīng)不同的運行環(huán)境。 自抗擾控制(ADRC)是一種基于擾動的控制方法，不依賴于被控對象模型，在未知強非線性和不確定強擾動作用下都能保證控制精度。目前ADRC技術(shù)主要包括跟蹤．微分器(TD)、擴張狀態(tài)觀測器(ESO)和非線性反饋(NLSEF)等環(huán)節(jié)。本文基于這一控制技術(shù)，以磁浮列車用直線同步電機為控制對象，設(shè)計了轉(zhuǎn)速環(huán)

3、和電流環(huán)控制器，處理轉(zhuǎn)速與電流方程中的未知外擾和模型耦合項。論文提出了一階ADRC的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，采用線性模型代替經(jīng)典ADRC中的部分非線性環(huán)節(jié)，在保證控制性能的前提下，簡化了模型結(jié)構(gòu)，降低了計算量。為了驗證自抗擾控制器的控制性能，在仿真中給控制對象施加了各種擾動，仿真結(jié)果表明，這種控制方法能很好地觀測各種擾動并進行前饋補償，具有快速性、魯棒性、無超調(diào)的優(yōu)點。 為了與PI調(diào)節(jié)器控制性能進行比較，本文也對PI控制方法進行了仿真。仿真結(jié)