双级矩阵变换器驱动永磁同步电机的混合非线性控制系统

发布时间：2019-07-28 17:59

【摘要】：针对传统PWM变换器及PID控制器存在的很多缺点,提出一种基于双级矩阵变换器(TSMC)驱动永磁同步电机(PMSM)的混合非线性控制方案。首先,针对系统易受电网和负载扰动的问题,建立TSMC-PMSM系统整流器端口的受控耗散哈密顿模型(PCHD),证明其严格的无源性,设计TSMC-PMSM系统整流器端口的基于互联与阻尼分配(IDA)的无源性控制(PBC)器,并理论证明该闭环系统的稳定性;另外,针对转速外环PID控制器自我调节能力差的问题,利用自抗扰控制器(ADRC)非线性光滑反馈的特点,设计变积分系数PI-ADR非线性控制器。仿真和样机实验结果都表明,采用混合非线性控制的TSMC-PMSM系统具有良好的网侧性能、很强的抗扰动能力和很好的动、静态性能。
[Abstract]:Aiming at many shortcomings of traditional PWM converter and PID controller, a hybrid nonlinear control scheme based on two-stage matrix converter (TSMC) driving permanent magnet synchronous motor (PMSM) is proposed. Firstly, in order to solve the problem that the system is vulnerable to power grid and load disturbance, the controlled dissipative Hamilton model (PCHD), of rectifier port of TSMC-PMSM system is established to prove its strict passivity. The passive control (PBC) of rectifier port of TSMC-PMSM system based on interconnection and damping distribution (IDA) is designed, and the stability of the closed-loop system is proved theoretically. In addition, in order to solve the problem of poor self-regulation ability of the outer loop PID controller, a variable integral coefficient PI-ADR nonlinear controller is designed by using the characteristics of nonlinear smooth feedback of the ADRC (ADRC). The simulation and prototype experimental results show that the TSMC-PMSM system with hybrid nonlinear control has good network side performance, strong anti-disturbance dynamic ability and good dynamic and static performance.
【作者单位】： 上海电力学院自动化工程学院;上海电力公司市北供电分公司;
【基金】：国家自然科学基金(61304134) 上海市重点科技攻关计划(14110500700) 上海市电站自动化技术重点实验室项目(13DZ2273800) 上海市自然科学基金(13ZR1417800)资助
【分类号】：TM341;TP273

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本文编号：2520238