基于幅相动力学的异步电动机模型预测转矩控制研究

发布时间：2024-02-21 13:00

　　从高速运行能力、效率、可控性、可靠性和成本五个方面考虑,异步电机综合评分最高,在高性能牵引、传动领域得到了广泛应用。模型预测控制(Model predictive control,MPC)具有概念简单,易包含多个控制变量,易处理各种非线性约束等优点。在高性能交流电机驱动方案中,MPC被认为是矢量控制和直接转矩控制的强大替代品。首先,分析了 MPC基本原理,给出常规模型预测转矩控制具体方案以及模型建立方法。通过对建立的异步电动机静止坐标系下的数学模型进行离散化,推导转矩和磁链的预测方程,设计代表着系统控制性能的价值函数,分析延迟补偿原理,给出具体模型建立与MATLAB仿真实现方法。为后文改进异步电动机模型预测转矩控制方法奠定理论基础。其次,为了解决常规模型预测转矩控制中繁琐的加权因子调整问题,基于ghost operator理论和幅相动力学基本原理,推导转矩的对偶变量——无功转矩,研究异步电动机幅相动力方程。构建了无加权因子的新价值函数,给出了基于异步电机幅相动力学改进的模型预测转矩控制方案的具体设计方法,并分析了改进策略的优越性。在理论分析基础上搭建仿真模型,与常规模型预测转矩控制进行...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１功率转换器的一般模型预测控制方案??Ｆｉ．２－１?Ｇｅｎｅｒａｌ?ｍｏｄｅｌｒｅｄｉｃｔｉｖｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｃｈｅｍｅ?ｆｏｒｏｗｅｒ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ??

控制器容易实现。与传统的控制方案相比，它需要大量的计算，但是今天可用的快速微??处理器使预测控制的实现成为可能。结合功率转换器和驱动器的特性，预测控制成为自??然的解决方案，如图２－２所示。??；?ｊ?；??｜广非线性、丨?ｉ，离散时、ｉ??｜?系统间实现ｙ?ｉ??Ｉ?４限开Ｉ?....

图２－２模型预测控制的优势??Ｆｉｇ．２－２?Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ?ｏｆ?ｍｏｄｅｌ?ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ??

／＝１＇＂ｒｔ?ｘ（Ａ－）测量??图２－１功率转换器的一般模型预测控制方案??Ｆｉｇ．２－１?Ｇｅｎｅｒａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｃｈｅｍｅ?ｆｏｒ?ｐｏｗｅｒ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ??模型预测控制具有以下特点，使其适用于电力转换器的控制：概念直观....

图2一常规模型预测转矩控制方案

步电动机数学模型??据鼠笼异步电动机的物理模型，按照理想数学模型进行假设，忽略铁耗，示异步电动机暂态电路模型：??Ｋ?Ｋ?４?－?Ｋ?Ｌｒ?－?Ｌｍ?Ｒ?／ｒ??｜?ｎｒ＞ｎｒ＼????１????？ｖ＝＾？？ｓ?ｊＶ＾ｒ０＝＞Ｐｍ??图２４异步电机暂态电路模型??Ｆｉｇ．２－４?....

图２４异步电机暂态电路模型??Ｆｉｇ．２－４?Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｔｏｒ??

ＣＯ?ｌ＾ｓ｜?最优化?＂２Ｌ－ＶＳＩ??外３—ｋ（＾＋２）｜?ｆ｜｜ｊ??转ｋ和定子?＼Ｊ±１Ｊ??ｕ４?ｉｓ?Ｌ??Ａ（々＋１）?—?＾＾＋１）?ＩＳ?／，??ａ?ｖ＞ｓ⑷观测器?？????＼??图２－３常规模型预测转矩控制方案??Ｆｉｇ．２－３?Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ?ｍ....

本文编号：3905454