電動機驅(qū)動系統(tǒng)的能量控制與L2增益擾動抑制研究.pdf

1、電動機是電能和機械能的轉(zhuǎn)換設(shè)備，它在工農(nóng)業(yè)、民用、國防、航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而電動機驅(qū)動系統(tǒng)是一個典型的非線性系統(tǒng)，也是一個多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，一直是控制界和工程界的研究熱點和難點。
　　在科學(xué)和工程領(lǐng)域，信號和能量不但是基本的概念和物理量，同時也是思考和研究問題的出發(fā)點。一個動態(tài)系統(tǒng)是信號變換與能量變換統(tǒng)一體，不僅需要信號控制，而且還需要能量控制。近十幾年來，基于端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)（PCHD）的能量控制方法引起了廣

2、泛關(guān)注，該方法的優(yōu)點是具有明確的物理意義，其哈密頓函數(shù)可作為Lyapunov函數(shù)，可以用來研究系統(tǒng)的不同特性，如穩(wěn)定性、無源性和有限2L增益等。
　　本論文主要做了如下工作：
　?。?）首先綜述了電動機驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，包括功率半導(dǎo)體器件和各種控制技術(shù)的進展，其中重點是非線性控制。介紹了基于PCHD系統(tǒng)能量控制法的一些基礎(chǔ)知識，重點包括穩(wěn)定性、無源性、耗散性以及能量成形控制的含義，闡述了它們內(nèi)在的聯(lián)系。
　?。?）針

3、對異步電動機的速度控制，探討了當(dāng)負(fù)載擾動和轉(zhuǎn)子電阻因溫升而變大的情況下的速度控制。建立了異步電動機的模型，包括三相、兩相靜止、兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的模型，以及PCHD系統(tǒng)模型。然后根據(jù)控制目標(biāo)求取PCHD系統(tǒng)的期望平衡點，最后利用了自適應(yīng)技術(shù)來消除參數(shù)變化和L2增益原理來抑制外部擾動，增強了系統(tǒng)的魯棒性，控制效果良好。
　?。?）針對永磁同步電動機（PMSM）的速度控制，首先建立了PMSM的PCHD系統(tǒng)模型；然后利用了標(biāo)準(zhǔn)變換方法，進

4、行哈密頓系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換，使得能量成形控制更簡潔。最后對于PMSM在運行時受到電機參數(shù)不確定性的影響，結(jié)合了自適應(yīng)技術(shù)來設(shè)計控制器。
　　（4）針對他勵直流電動機驅(qū)動系統(tǒng)，建立了其PCHD系統(tǒng)模型，為了便于分析將其變換到了狀態(tài)誤差PCHD系統(tǒng)，并且設(shè)計了負(fù)載觀測器來對負(fù)載實時估計?？刂破鞑坏軐崿F(xiàn)精確的速度控制，而且也能實現(xiàn)功率因數(shù)校正，提高了功率因數(shù)，抑制了諧波污染。
　　（5）針對異步電動機參數(shù)不確定和負(fù)載擾動的情況，采用