基于耗散哈密頓系統(tǒng)的永磁同步電機(jī)控制研究.pdf

1、自二十世紀(jì)80年代以來，永磁同步電機(jī)以其體積小、功率密度大、效率高、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，越來越廣泛地被應(yīng)用于交流伺服系統(tǒng)中，利用交流伺服電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)也越來越呈現(xiàn)多樣化和復(fù)雜化，對(duì)伺服系統(tǒng)提出了更高的控制要求。永磁同步交流伺服技術(shù)隨之得到了迅速發(fā)展，但是大多數(shù)方案復(fù)雜且不易實(shí)現(xiàn)。近來，系統(tǒng)鎮(zhèn)定的能量整形方法開始受到了學(xué)者們的關(guān)注，將閉環(huán)系統(tǒng)的能量存儲(chǔ)函數(shù)作為系統(tǒng)的Lyapunov函數(shù)來設(shè)計(jì)，在保留原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，使得系統(tǒng)穩(wěn)定性分

2、析更加簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)的閉環(huán)系統(tǒng)物理意義更加明確。本文的研究工作主要是圍繞耗散哈密頓實(shí)現(xiàn)在永磁同步矢量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用開展的。全文的結(jié)構(gòu)概括如下：
　　 1.介紹了本文的研究背景。首先綜述了交流電機(jī)控制策略的發(fā)展歷程，研究現(xiàn)狀。隨后介紹了能量整形方法的發(fā)展，理論基礎(chǔ)以及應(yīng)用。最后基于課題背景闡述了研究永磁同步伺服系統(tǒng)先進(jìn)控制策略的必要性。
　　 2.介紹了微分流形、輸入輸出穩(wěn)定性、耗散性、保守性等概念的定義和穩(wěn)定性判據(jù)一些重要

3、理論。隨后引入了端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)無源控制方法和反饋耗散哈密頓實(shí)現(xiàn)方法。然后對(duì)本文的研究對(duì)象：永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了介紹，同時(shí)對(duì)不同的電流控制方法進(jìn)行了比較。
　　 3.基于端口受控耗散哈密頓的無源控制實(shí)現(xiàn)方法，首先對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行了端口耗散哈密頓模型建模，在設(shè)計(jì)負(fù)載擾動(dòng)觀測(cè)器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了速度反饋鎮(zhèn)定控制器，提出增益參數(shù)切換方法，提高了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。其次利用前饋補(bǔ)償控制器，提出了基于能量整形思路的位置伺服控

4、制方案。
　　 4.基于反饋耗散哈密頓實(shí)現(xiàn)方法，設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)速度控制器，利用增益調(diào)度控制方法，提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。提出滑模變結(jié)構(gòu)-反饋耗散哈密頓混合控制方法，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性能的同時(shí)，增加了系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)變化過程中的魯棒性能。針對(duì)伺服系統(tǒng)高性能控制時(shí)對(duì)電機(jī)參數(shù)的高精度要求，利用自適應(yīng)反饋耗散哈密頓實(shí)現(xiàn)方法，設(shè)計(jì)出結(jié)合轉(zhuǎn)子磁鏈更新律的永磁同步電機(jī)速度控制器，提高了伺服系統(tǒng)的控制精度。
　　 5.針對(duì)在非線性預(yù)測(cè)控制中，