無(wú)軸承異步電機(jī)非線性解耦控制策略研究.pdf

1、無(wú)軸承異步電機(jī)結(jié)合了異步電機(jī)和磁軸承的特點(diǎn)，既可產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)負(fù)載的電磁轉(zhuǎn)矩，又能產(chǎn)生支承轉(zhuǎn)子的徑向懸浮力，其潛在的應(yīng)用價(jià)值和復(fù)雜的運(yùn)行控制已成為目前高速交流傳動(dòng)領(lǐng)域一個(gè)新的研究方向。針對(duì)無(wú)軸承異步電機(jī)非線性、強(qiáng)耦合、多變量的特點(diǎn)，本文在國(guó)家自然科學(xué)基金(60674095、61174055)等項(xiàng)目的支持下，以無(wú)軸承異步電機(jī)的非線性解耦控制為研究重點(diǎn)，研究了無(wú)軸承異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、基于轉(zhuǎn)矩繞組轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的無(wú)軸承異步電機(jī)控制方法、基于逆系統(tǒng)方

2、法的無(wú)軸承異步電機(jī)非線性內(nèi)?？刂撇呗砸约盎谥С窒蛄繖C(jī)α階逆系統(tǒng)方法的無(wú)軸承異步電機(jī)解耦控制方法，設(shè)計(jì)了無(wú)軸承異步電機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)。
　　 介紹了無(wú)軸承異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)方法和徑向懸浮力的產(chǎn)生原理，推導(dǎo)了徑向懸浮力和旋轉(zhuǎn)部分的數(shù)學(xué)模型，建立了轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程。并通過(guò)有限元仿真，證明了所設(shè)計(jì)的無(wú)軸承異步電機(jī)結(jié)構(gòu)和性能的正確性。
　　 針對(duì)無(wú)軸承異步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力之間的強(qiáng)耦合特性，研究了基于轉(zhuǎn)矩繞組轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的無(wú)

3、軸承異步電機(jī)控制策略。為解決轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)子徑向懸浮力之間存在耦合的問(wèn)題，本文在以往基于轉(zhuǎn)矩繞組轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制的無(wú)軸承異步電機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，加入懸浮控制繞組轉(zhuǎn)子電流的補(bǔ)償量，使得改進(jìn)的系統(tǒng)具有更好的懸浮特性。
　　 為了實(shí)現(xiàn)無(wú)軸承異步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和懸浮力之間的動(dòng)態(tài)解耦控制，本文采用基于逆系統(tǒng)方法的非線性內(nèi)?？刂撇呗浴Ｔ谶\(yùn)用逆系統(tǒng)方法將無(wú)軸承異步電機(jī)解耦成轉(zhuǎn)子徑向位移、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子磁鏈四個(gè)獨(dú)立的偽線性子系統(tǒng)后，對(duì)偽線性系統(tǒng)引

4、入內(nèi)?？刂撇呗?，保證了控制系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾能力。
　　 針對(duì)建立無(wú)軸承異步電機(jī)的精確數(shù)學(xué)模型比較困難的問(wèn)題，利用支持向量機(jī)來(lái)辨識(shí)無(wú)軸承異步電機(jī)的逆模型，并將它串聯(lián)在原系統(tǒng)之前，接著采用線性系統(tǒng)綜合的方法對(duì)無(wú)軸承異步電機(jī)進(jìn)行復(fù)合控制。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明，支持向量機(jī)α階逆系統(tǒng)方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)軸承異步電機(jī)轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子徑向位移子系統(tǒng)之間的動(dòng)態(tài)解耦控制，而且較一般的逆系統(tǒng)方法魯棒性更強(qiáng)，跟蹤精度更高。
　　 本文設(shè)計(jì)了以T