無軸承異步電機非線性解耦控制策略研究.pdf

1、無軸承異步電機結合了異步電機和磁軸承的特點，既可產生驅動負載的電磁轉矩，又能產生支承轉子的徑向懸浮力，其潛在的應用價值和復雜的運行控制已成為目前高速交流傳動領域一個新的研究方向。針對無軸承異步電機非線性、強耦合、多變量的特點，本文在國家自然科學基金(60674095、61174055)等項目的支持下，以無軸承異步電機的非線性解耦控制為研究重點，研究了無軸承異步電機的數(shù)學模型、基于轉矩繞組轉子磁場定向的無軸承異步電機控制方法、基于逆系統(tǒng)方

2、法的無軸承異步電機非線性內?？刂撇呗砸约盎谥С窒蛄繖Cα階逆系統(tǒng)方法的無軸承異步電機解耦控制方法，設計了無軸承異步電機的數(shù)字控制系統(tǒng)。
　　 介紹了無軸承異步電機的結構、實現(xiàn)方法和徑向懸浮力的產生原理，推導了徑向懸浮力和旋轉部分的數(shù)學模型，建立了轉子運動方程。并通過有限元仿真，證明了所設計的無軸承異步電機結構和性能的正確性。
　　 針對無軸承異步電機電磁轉矩和徑向懸浮力之間的強耦合特性，研究了基于轉矩繞組轉子磁場定向的無

3、軸承異步電機控制策略。為解決轉子磁場定向控制系統(tǒng)轉子徑向懸浮力之間存在耦合的問題，本文在以往基于轉矩繞組轉子磁場定向控制的無軸承異步電機系統(tǒng)基礎上，加入懸浮控制繞組轉子電流的補償量，使得改進的系統(tǒng)具有更好的懸浮特性。
　　 為了實現(xiàn)無軸承異步電機電磁轉矩和懸浮力之間的動態(tài)解耦控制，本文采用基于逆系統(tǒng)方法的非線性內?？刂撇呗?。在運用逆系統(tǒng)方法將無軸承異步電機解耦成轉子徑向位移、轉速和轉子磁鏈四個獨立的偽線性子系統(tǒng)后，對偽線性系統(tǒng)引

4、入內?？刂撇呗?，保證了控制系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾能力。
　　 針對建立無軸承異步電機的精確數(shù)學模型比較困難的問題，利用支持向量機來辨識無軸承異步電機的逆模型，并將它串聯(lián)在原系統(tǒng)之前，接著采用線性系統(tǒng)綜合的方法對無軸承異步電機進行復合控制。仿真試驗結果表明，支持向量機α階逆系統(tǒng)方法不僅能夠實現(xiàn)無軸承異步電機轉速子系統(tǒng)和轉子徑向位移子系統(tǒng)之間的動態(tài)解耦控制，而且較一般的逆系統(tǒng)方法魯棒性更強，跟蹤精度更高。
　　 本文設計了以T