非線性系統(tǒng)解耦理論及其在電機系統(tǒng)上的應用.pdf

1、二十世紀后期，微分幾何理論被廣泛應用于非線性系統(tǒng)的研究，形成了非線性系統(tǒng)的幾何理論，使得一般非線性系統(tǒng)的一些核心理論問題，如結構分解、完全線性化、非交互控制等問題被解決。在此期間，對工業(yè)控制系統(tǒng)的精度要求越來越高，使得原先借助將非線性系統(tǒng)線性化，來實現(xiàn)系統(tǒng)解耦的方法已不能滿足高精度控制的需要。并且對實際工業(yè)對象的非線性解耦研究不夠。此外，奇異系統(tǒng)作為工程實際中廣泛存在的一類控制系統(tǒng)，而受到普遍重視。近十余年，雖然非線性奇異系統(tǒng)的研究取得

2、一些進展，但與線性奇異系統(tǒng)相比，研究工作進展緩慢。尤其是在基礎理論方面，研究成果較少。 本文采用的研究方法主要為微分幾何方法。研究的內容包括感應電動機的輸入輸出解耦控制，直線感應電動機的解耦控制，非線性奇異系統(tǒng)在無相對階情況下的干擾解耦。具體工作歸納如下： (1)建立感應電動機的狀態(tài)方程，借助于非線性系統(tǒng)向量相對階，構造出一個非線性的坐標變換，使得系統(tǒng)經過坐標變換后呈現(xiàn)出更簡單的形式。借助于系統(tǒng)新的結構形式，給出了系統(tǒng)實

3、現(xiàn)輸入輸出解耦的反饋控制律及其構造方法，設計速度和磁鏈調節(jié)器。 (2)進一步拓展微分幾何方法在非線性解耦應用上的研究領域，解決直線感應電動機的非線性解耦問題。通過非線性坐標變換，將復雜耦合系統(tǒng)分解為一組簡單的系統(tǒng)，再構造反饋控制律，將系統(tǒng)分解為轉速和磁鏈兩個相互獨立的線性子系統(tǒng)，并給出速度及磁鏈調節(jié)器。 (3)研究了非線性奇異系統(tǒng)如果不具有向量相對階的解耦問題，給出系統(tǒng)可實現(xiàn)干擾解耦的一種新的算法。應用此算法，構造出了一