異步電機(jī)模型預(yù)測(cè)電流控制技術(shù)研究.pdf

1、研究高性能的變頻調(diào)速技術(shù)為應(yīng)對(duì)節(jié)能減排、提升裝備制造和工藝控制水平的市場(chǎng)需求具有重要意義。近十年來(lái),模型預(yù)測(cè)控制因具有簡(jiǎn)單有效的控制結(jié)構(gòu)和多變量、多約束、多目標(biāo)等工業(yè)控制優(yōu)勢(shì)而引起了廣泛關(guān)注。本文以異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)為研究對(duì)象，結(jié)合經(jīng)典磁場(chǎng)定向控制的基本思想和模型預(yù)測(cè)控制的優(yōu)勢(shì),對(duì)模型預(yù)測(cè)電流控制技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)、模型預(yù)測(cè)電流控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和基于電流預(yù)測(cè)控制的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能進(jìn)行了較為深入的研究。
　　介紹了模型預(yù)測(cè)

2、電流控制的基本原理，建立了逆變器系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間預(yù)測(cè)模型及預(yù)測(cè)電流控制目標(biāo)函數(shù)，分析研究了預(yù)測(cè)電流控制的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)及參數(shù)失配等情況下的特點(diǎn)并與常規(guī)PI控制器進(jìn)行了對(duì)比研究,對(duì)模型預(yù)測(cè)控制中影響控制系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素進(jìn)行了仿真研究，為電機(jī)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)電流控制研究提供理論基礎(chǔ)。
　　針對(duì)常規(guī)模型預(yù)測(cè)電流控制器在多電平、長(zhǎng)預(yù)測(cè)時(shí)域等復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)合中計(jì)算量過(guò)大的問(wèn)題,提出了基于扇區(qū)的三矢量預(yù)測(cè)和基于相鄰矢量的四矢量預(yù)測(cè)兩種改進(jìn)的預(yù)測(cè)電流控制

3、算法，并對(duì)改進(jìn)前后算法的計(jì)算量和系統(tǒng)控制性能進(jìn)行了比較，研究表明，所提出的改進(jìn)算法將計(jì)算量減小了一半,同時(shí)保證了系統(tǒng)控制性能不受影響。
　　分析了異步電機(jī)基于磁場(chǎng)定向控制的預(yù)測(cè)電流控制基本原理，在αβ兩相靜止坐標(biāo)系下建立了以定子電流和轉(zhuǎn)子磁鏈作為狀態(tài)變量的異步電機(jī)離散狀態(tài)空間預(yù)測(cè)模型,設(shè)計(jì)了模型預(yù)測(cè)電流控制器。采用工程最佳設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)速控制器，并設(shè)計(jì)了全速度范圍適用的電壓-電流混合模型磁鏈觀測(cè)器,設(shè)計(jì)了磁鏈閉環(huán)控制器。對(duì)模型預(yù)測(cè)

4、電流存在的控制延時(shí)，采用增大預(yù)測(cè)時(shí)域長(zhǎng)度進(jìn)行了補(bǔ)償。分析比較了模型預(yù)測(cè)電流控制三種典型的預(yù)測(cè)模型離散化方法及其對(duì)控制性能的影響，研究了參數(shù)失配情況下模型預(yù)測(cè)電流控制器的魯棒性。
　　基于交直交變頻器的主電路拓?fù)?，設(shè)計(jì)了異步電機(jī)模型預(yù)測(cè)電流控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。基于阻感負(fù)載實(shí)驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證分析了MPC模型預(yù)測(cè)電流控制器的關(guān)鍵基本特性，對(duì)預(yù)測(cè)算法的延時(shí)補(bǔ)償算法和提出的減小計(jì)算量的改進(jìn)算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在帶感應(yīng)電機(jī)負(fù)載實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型