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(jié)合了異步電機和磁軸承的特點，既可產(chǎn)生驅(qū)動負載的電磁轉(zhuǎn)矩，又能產(chǎn)生支承轉(zhuǎn)子的徑向懸浮力，其潛在的應(yīng)用價值和復(fù)雜的運行控制已成為目前高速交流傳動領(lǐng)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(xué)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(xué)模型、基于轉(zhuǎn)矩繞組轉(zhuǎn)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(nèi)?？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(shè)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(jié)構(gòu)、實現(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)子運動方程。并通過有限元仿真，證明了所設(shè)計的無軸承異步電機結(jié)構(gòu)和性能的正確性。
　　 針對無軸承異步電機電磁轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力之間的強耦合特性，研究了基于轉(zhuǎn)矩繞組轉(zhuǎn)子磁場定向的無

3、軸承異步電機控制策略。為解決轉(zhuǎn)子磁場定向控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)子徑向懸浮力之間存在耦合的問題，本文在以往基于轉(zhuǎn)矩繞組轉(zhuǎn)子磁場定向控制的無軸承異步電機系統(tǒng)基礎(chǔ)上，加入懸浮控制繞組轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)?？刂撇呗?。在運用逆系統(tǒng)方法將無軸承異步電機解耦成轉(zhuǎn)子徑向位移、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)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(nèi)?？刂撇呗裕ＷC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(xué)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(fù)合控制。仿真試驗結(jié)果表明，支持向量機α階逆系統(tǒng)方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)無軸承異步電機轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)和轉(zhuǎn)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(shè)計了以T