基于龙贝格扰动观测器的感应电机内模控制方法研究

发布时间：2021-02-12 16:58

　　伴随现代运动控制技术的广泛应用以及现代电力电子技术的快速发展,交流调速系统因其变频技术取得了良好的调速性能,基于矢量控制技术,可以将交流电机等效成与他励直流电机类似的模型,从而获得了较好的暂态调速性能。感应电机作为典型的高阶数、强耦合、多变量的控制对象,为了提高控制系统性能,研究人员开发了各类感应电机控制技术,其中内模控制（Internal Model Control,IMC）最初应用于化工工程控制,因其实现简单、计算量小和可调参数少等优点而得到广泛应用。但是,在感应电机运行中,会产生由模型失配、参数变化以及其他非结构化动态不确定性造成的时变干扰,而内模控制器因其固定滤波时间常数的存在不能有效消除时变干扰。针对上述问题,本文研究一种基于龙贝格扰动观测器（Luenberger Disturbance Observer,LDO）的感应电机内模控制策略。首先,介绍了三相感应电机的数学模型、坐标变换方法以及矢量控制系统的基本思路。其次,以感应电机为控制对象,详细阐述了内模控制的基本原理和设计方法,以及在感应电机矢量控制中的应用,并根据单位闭环系统稳定性证明了内模控制的稳定性与滤波器时间常数有关... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 感应电机控制方法研究现状
    1.3 电机内模控制方法研究现状
    1.4 主要研究内容及安排
2 感应电机数学模型及矢量控制技术
    2.1 感应电机的数学模型及分析
        2.1.1 基于三相静止坐标系的感应电机数学模型
        2.1.2 坐标变换与变换矩阵
        2.1.3 基于两相旋转坐标系的感应电机数学模型
    2.2 基于两相旋转坐标系的感应电机状态方程
    2.3 转子磁场定向矢量控制基本原理
        2.3.1 矢量控制原理
        2.3.2 基于转子磁场定向的三相感应电机数学模型
    2.4 感应电机转子磁场定向矢量控制系统构成
    2.5 本章小结
3 基于内模控制的感应电机矢量控制方法
    3.1 内模控制原理
    3.2 感应电机内模控制器的设计
    3.3 感应电机内模控制器稳定性分析
    3.4 本章小结
4 基于龙贝格扰动观测器的感应电机内模控制方法
    4.1 龙贝格观测器基本原理
    4.2 感应电机龙贝格扰动观测器设计
    4.3 龙贝格扰动观测器稳定性分析
    4.4 龙贝格扰动观测器状态误差分析
    4.5 本章小结
5 基于龙贝格扰动观测器的感应电机内模控制方法仿真验证
    5.1 仿真模型
    5.2 基于IMC-LDO的感应电机矢量控制系统有效性仿真验证
        5.2.1 额定转速时仿真验证
        5.2.2 低速时仿真验证
        5.2.3 电机参数变化鲁棒性仿真验证
    5.3 本章小结
6 基于龙贝格扰动观测器的感应电机内模控制方法实验验证
    6.1 基于IMC-LDO的感应电机矢量控制系统正确性实验验证
    6.2 基于IMC-LDO的感应电机矢量控制系统有效性实验验证
        6.2.1 电机空载运行时动态性能实验验证
        6.2.2 电机参数变化时鲁棒性实验验证
        6.2.3 电机突加减载时动态性能实验验证
    6.3 本章小结
7 结论
    7.1 全文总结
    7.2 工作展望
致谢
参考文献
硕士学习期间科研成果和奖励


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于开关次数最小的含零电压矢量永磁同步电机直接转矩控制开关表[J]. 李耀华,曲亚飞,师浩浩,孟祥臻,焦森.  电机与控制应用. 2018(02)
[2]基于二阶终端滑模优化的电流环滑模控制[J]. 黄宴委,刘喆怡,熊少华,陈少斌.  电机与控制学报. 2018(03)
[3]永磁同步电机滑模直接转速观测器[J]. 陆骏,杨建国.  电机与控制学报. 2018(01)
[4]永磁同步电机三矢量模型预测电流控制[J]. 徐艳平,王极兵,张保程,周钦.  电工技术学报. 2018(05)
[5]模糊自适应内模控制在超临界给水控制中的应用[J]. 刘锁清,彭伟娟,李军红,董森,翟奕博,刘少虹.  自动化技术与应用. 2017(10)
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[7]基于失配模型的内模控制器的设计[J]. 郑恩让,阮士涛,王黎.  控制工程. 2016(04)
[8]高速电机发展与设计综述[J]. 张凤阁,杜光辉,王天煜,刘光伟.  电工技术学报. 2016(07)
[9]6相感应电机的内模矢量控制系统研究[J]. 鲍宇,耿乙文.  电气传动. 2016(02)
[10]二阶时滞工业系统的自调整模糊内模PID控制[J]. 曹晓玲,尹二新,刘锁清.  自动化技术与应用. 2015(04)

硕士论文
[1]基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制系统[D]. 傅田晟.天津大学 2009
[2]永磁同步直线电机伺服控制系统研究[D]. 林春.浙江大学 2005



本文编号：3031171