無軸承異步電機動態(tài)解耦與不平衡振動控制系統(tǒng)研究.pdf

1、無軸承異步電機是磁軸承和普通異步電機的有機結(jié)合體，它同時具有磁軸承和異步電機的優(yōu)點和功能，在諸多領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。但無軸承異步電機的運行機理也決定了它是一個具有強耦合特性的復雜非線性被控對象，實現(xiàn)各被控變量間的動態(tài)解耦是其高性能穩(wěn)定運行的前提，同時，難以避免的轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心問題也會導致轉(zhuǎn)子的不平衡振動，影響系統(tǒng)的懸浮控制精度。因此，對無軸承異步電機動態(tài)解耦及不平衡振動補償控制的研究具有重要意義。本文從無軸承異步電機的運行機理出發(fā)，

2、推導了電機的數(shù)學模型，并對基于逆系統(tǒng)方法的動態(tài)解耦控制策略和基于轉(zhuǎn)子振動最小位移原則的不平衡振動補償方法進行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在轉(zhuǎn)子磁場定向坐標系下，考慮定子繞組電流動態(tài)特性的影響，建立了無軸承異步電機狀態(tài)方程，研究了電壓控制型的逆系統(tǒng)解耦控制策略，理論分析和仿真結(jié)果表明：采用該控制策略不僅可以有效實現(xiàn)轉(zhuǎn)速、磁鏈及徑向位移間的動態(tài)解耦，還能在一定程度上簡化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。⑵為進一步簡化懸浮系統(tǒng)的逆模型，研究了基于

3、轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)合成氣隙磁鏈的磁懸浮系統(tǒng)逆解耦控制策略，理論分析和仿真結(jié)果表明：采用該控制策略不僅能獲得良好的解耦性能，還能有效簡化懸浮系統(tǒng)的解耦運算。⑶分析了轉(zhuǎn)子不平衡振動產(chǎn)生的原因，并根據(jù)轉(zhuǎn)子不平衡振動位移信號的特點提出了基于旋轉(zhuǎn)變換濾波和 LMS自適應(yīng)濾波器的兩種轉(zhuǎn)子不平衡振動位移提取方法，仿真驗證了這兩種方法的有效性。⑷設(shè)計了反饋加前饋補償控制器和自適應(yīng)前饋補償控制器來對轉(zhuǎn)子的不平衡振動進行補償，仿真結(jié)果表明：這兩種補償控制策略都能有效