基于无源性方法的感应电动机控制器设计

摘要

交流电动机是一种典型的非线性对象，自身的一些参数以及外部负载都具有不确定性，还有磁饱和、复杂的静动摩擦等问题。本文主要针对感应电动机运用无源性控制理论方法进行了调速系统设计，同时对所设计的系统在Matlab/Simulink的软件环境下进行了仿真，通过仿真结果验证了所设计的调速系统的正确性。
　　 首先，介绍了无源性的一些基础知识。对这类系统的属性，处于稳定控制的考虑，本文从能量的角度进行了研究，给出了无源系统的稳定性定理和耗散系统的稳定性定理。
　　 其次，以感应电动机为对象，建立了欧拉-拉格朗日系统模型，并证明对象的无源性。
　　 再次，通过运用无源性控制方法（PBC）来对感应电动机进行转矩和转速的控制器设计。为了使系统达到稳定转动，系统给控制器加入了常阻尼矩阵，但使得系统的动态响应产生波动。为了克服这个缺点，本文引入了一种新的控制策略，即给系统的控制器注入变阻尼来代替常阻尼以抑制动态曲线的波动。变阻尼是通过微分跟踪器这种新型的计算方法来实现的，通过仿真结果可以看到这种方法是的控制性能得到了一定程度的改善。论文最后对全文所作的工作进行了总结，并指明了未来的研究方向。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章 引言

1.1课题研究的背景及意义

1.2交流电动机控制方法的发展和现状

1.2.1基于稳定模型的交流电动机控制

1.2.2基于动态模型的交流电动机控制

1.2.3不依赖于模型的交流电动机控制——智能控制

1.2.4交流电动机的现代鲁棒与非线性控制

1.3能量成型控制的国内外发展现状

1.3.1交流电动机的无源控制方法

1.3.2基于端口受控的哈密顿控制方法

1.4论文的主要内容及章节安排

第二章 无源性方法的理论基础

第三章 感应电动机的数学模型

3.1坐标变换

3.1.1三相-两相变换(3/2变换)

3.1.2两相-两相旋转变换(2s/2r变换)

3.2感应电动机的动态数学模型

3.2.1感应电动机的原始数学模型

3.2.2三相感应电动机在两相静止坐标系上的数学模型

3.2.3三相感应电动机在两相任意旋转坐标系上的数学模型

3.3本章小结

第四章 感应电动机的无源性设计

4.1感应电动机的Euler-Lagrange(EL)模型

4.2感应电动机的无源性及反馈互联形式

4.2.1感应电动机EL模型中存在的无功力

4.2.2感应电动机的无源性及反馈互联形式

4.3感应电动机的控制器设计

4.3.1转矩控制器设计

4.3.2转速控制器设计

4.3.3变阻尼注入矩阵—微分跟踪器

4.4 仿真研究

4.4.1 MATLAB仿真实现

4.4.2仿真结果

4.5本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1全文总结

5.2今后展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果