資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 高性能異步電機控制通過反饋線性化 提出了一種Abstract一This反饋線性化方法對高性能的感應(yīng)電機控制。這個討論了方法的基本原理,而大部分在交流電機驅(qū)動技術(shù)流行磁場定向控制技術(shù)。用一些波形圖說明PWM波形換向感應(yīng)電機的屬性和控制通過給出反饋線性化。 介紹： 異步電機由于其眾所周知的優(yōu)點，制造簡單、可靠性高、外校簡單和成本較低，具有非常廣泛的工業(yè)應(yīng)用。此外,在對比直流電機換向器,也可以用在惡劣的或不穩(wěn)定的環(huán)境,因為沒有火花和腐蝕的問題。雖然有這些優(yōu)勢,但是，當(dāng)使用感應(yīng)電機速度調(diào)節(jié)工業(yè)驅(qū)動器時存在控制問題。這主要是有三個原因:(a)感應(yīng)電動機的高階非線性動態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的耦合,(b)一些狀態(tài)變量,轉(zhuǎn)子電流和通量,不能直接測量(c)轉(zhuǎn)子電阻(由于加熱)和磁化電感(由于飽和度)差別很大與顯著的系統(tǒng)動力學(xué)的影響。最受歡迎的高性能異步電機控制方法稱為磁場定向控制法(FOC)或向量控制法由Hasse[4]和Blaschke[1]提出。 在這個方法的電機方程(被改寫)轉(zhuǎn)換在一個旋轉(zhuǎn)的調(diào)和系統(tǒng)與轉(zhuǎn)子磁鏈矢量。這些新的坐標被稱作場效應(yīng)坐標。 在字段坐標—不斷轉(zhuǎn)子磁鏈幅值——有一個關(guān)聯(lián)控制變量之間的線性和速度。此外,在他勵直流電機中, 為了限制定子電壓的在很高的電壓在磁場減弱的地區(qū)通量幅度可以被減少。坐標具有良好的物理基礎(chǔ), 因為它符合生產(chǎn)的解耦扭矩他勵直流電機的理論基礎(chǔ)。同時，,從理論的角度其他類型的坐標可以選擇來實現(xiàn)解耦和感應(yīng)電動機的方程線性化。Krzeniinski[7]提出了一種非線性控制器的基礎(chǔ)上多標量電機模型。 在這種方法中,像同樣的磁場定向控制器,它假定了轉(zhuǎn)子磁鏈。 IEEE目錄編號:95 TH8081 振幅規(guī)定是一定值。因此,汽車速度只有從轉(zhuǎn)子磁鏈漸近解耦，基于投入產(chǎn)出線性化Bodson et al.[2]已經(jīng)開發(fā)了一種非線性控制系統(tǒng)。 該系統(tǒng)對電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子磁鏈能準確解耦的。這個系統(tǒng)也能使用在場坐標轉(zhuǎn)換上。馬里諾et al.[8、9]提出了一種非線性變換電機的狀態(tài)變量,以便在新的坐標,速度和轉(zhuǎn)子磁鏈幅值的解耦反饋。類似的轉(zhuǎn)變Sabanovic et al.[E]就已經(jīng)用于解耦轉(zhuǎn)子磁鏈和速度滑動模式控制器。感應(yīng)電機反饋線性控制在本文中被提出，與之形成鮮明對比的是，[2，3]大量圖表和場定向控制關(guān)系被討論。同時,數(shù)字說明了控件的屬性，在系統(tǒng)電機PWM逆變器中被顯示出來。 感應(yīng)電機數(shù)學(xué)模型 感應(yīng)電動機的數(shù)學(xué)描述是基于復(fù)雜的空間向量,它定義在一個調(diào)和系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)角速度剛剛好。在每單位和實時表示下面的矢量方程，描述電機的動作[6]: 電磁轉(zhuǎn)矩米可以表達為： 在鼠籠型異步電機轉(zhuǎn)子矢量電壓從Eq.2消失的案例中,有零值。 如果一個電流控制PWM逆變器被使用,定子電壓Eq.1可以忽略不計,因為它不會影響控制動態(tài)變化的進行。 磁場定向控制（FOC） 在磁場定向控制的情況下,它和選擇角速度坐標調(diào)和系統(tǒng)一樣非常方便。根據(jù)這些假設(shè),代替的轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電壓矢量的Eq.2 Eq.4已經(jīng)獲得微分方程解的轉(zhuǎn)子磁鏈矢量: 轉(zhuǎn)子時間常數(shù)Tr表示為： 在場效應(yīng)坐標x-y有： Eq. 7可以表示如下： 圖1的異步電機在x-y字段坐標。 Eq.10描述對定子電流通量的影響，根據(jù)Eq.6,可以表述為: 方程中Eq.10、Eq.12和Eq.5來自形式框圖感應(yīng)電機磁場定向調(diào)和x-y(圖1)?？刂葡到y(tǒng)的圖表應(yīng)用于異步電機(直接定向)在圖2中。在許多情況下在流量、速度、Isx,Isy控制器,簡單的PIT調(diào)節(jié)器中使用。 反饋線性化控制方法（FLC） 使用p.u.時間我們可以把感應(yīng)電機方程寫成以下形式[6、11]: 當(dāng) 且 注意，不依賴于控制信號，在本例中,它是很容易選擇兩個變量僅依賴于x。 例如,我們可以定義[5、10]： 圖2 感應(yīng)電機定向控制 讓作為輸出變量，以獲得： 1．連續(xù)變化振幅,； 2. 0參考角的速度。 部分新狀態(tài)變量,我們可以選擇根據(jù)Eq.18,Eq.19。 因此完整的定義新坐標是[8,9]: 注意,第五個變量無法完全線性化，線性化只能部分。表示: 然后給出了系統(tǒng)的動態(tài)指標: 在接下的這一部分中,我們將考慮系統(tǒng)包含第一個部分中第四方程。注意,第五個方程如下： 我們可以重寫保持系統(tǒng)Eq.22如以下： D由： 得出。 簡單的計算后可以獲得: 圖3. 異步電動機的框圖 新的控制信號v1、v2(反饋線性化) ： 和 容易得出如果，在這種情況下我們可以定義為反饋： 在D-I我們可以使用下列公式計算： 結(jié)果的系統(tǒng)描述方程: 異步電動機的框圖和新的控制信號呈現(xiàn)在圖3。 控制信號v1、v2可以計算使用線性反饋: 在系數(shù)k11,,k12,k21 k22,選擇確定閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)。 控制算法分為兩個步驟: 1、計算v1、v2根據(jù)Eq.32、Eq.33, 2、根據(jù)Eq.29計算Usα,usβ。 控制系統(tǒng)的圖表應(yīng)用于感應(yīng)電動機(反饋線性化)呈現(xiàn)在圖4。 圖4. 感應(yīng)電機通過反饋線性化的控制 結(jié) 果 用線性速度和轉(zhuǎn)子磁鏈控制器(電機、變頻器并給出了控制器的數(shù)據(jù)顯示,在附錄) 獲取FLC和FOC系統(tǒng)模擬波形圖方法在圖5。這些波形圖在電機是正弦脈寬調(diào)制逆變器電壓給定時顯示速度逆轉(zhuǎn)不斷變化的幅值和字段削弱范圍?？梢钥吹綇膱D5 B的磁場定向控制并不能保證完全解耦分析電機速度和流量。用線性速度控制器FOC實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩電流限制,如同PLC系統(tǒng)限制轉(zhuǎn)矩(見圖5)。因此，在FOC系統(tǒng)扭矩值減少削弱部分和速度慢于FLC系統(tǒng)。 圖5. 圖5的異步電機控制通過反饋線性化和磁場定向控制(速度逆轉(zhuǎn)mcludmg字段削弱范圍)。a).實際和參考速度(ωmref,,. ωr) b). 轉(zhuǎn)矩m c). 通量成分和振幅(Ψrα, Ψr), d) 電流方向isy, e) 轉(zhuǎn)矩方向isy，, f) 當(dāng)前組成lsβ 保證FOC系統(tǒng)完全解耦系統(tǒng)工作在字段削弱地區(qū)一個PI速度控制器和非線性部分(控制器輸出信號應(yīng)該分離)轉(zhuǎn)子磁鏈幅值必須應(yīng)用。這個除法彌補了內(nèi)部乘法 產(chǎn)生的所需扭矩磁場定向坐標（圖1）。這樣一個非線性速度控制器一個非常類似FLC行為的方法,可以實現(xiàn)(參見圖6)。 在圖7。參考變化為了通量振幅的響應(yīng)速度恒定被提出。注意,在對比FOC系統(tǒng)(控制變量usx usy), 控制變量方法在PLC系統(tǒng)V1,V2是完全脫離。 圖6. 圖6 的異步電機控制通過反饋線性化和磁場定向控制(速度逆轉(zhuǎn)mcludmg字段削弱范圍)。a).實際和參考速度(ωmref,,. ωr) b). 轉(zhuǎn)矩m c). 通量成分和振幅(Ψrα, Ψr), d) 電流方向isy, e) 轉(zhuǎn)矩方向isy，, f) 當(dāng)前組成lsβ 圖7 圖7感應(yīng)電機的控制通過反饋線性化和磁場定向控制(響應(yīng)速度變化-常數(shù) 參考范圍) ,a )實際速度和參考速度 b)引用的控制信號A - c)引用的控制信號 d)當(dāng)前通量 e)轉(zhuǎn)矩電流Isy。 結(jié) 論 在這個工作高績效反饋線性化控制方法(FLC)系統(tǒng)的PWM反向感應(yīng)電機驅(qū)動被提出。方框圖和傳統(tǒng)磁場定向控制的關(guān)系(FOC)被討論?？刂葡到y(tǒng)的主要特色與優(yōu)勢可以歸納如下: 1、與控制變量v1、v2,方法準確保證解耦的電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子磁鏈控制在兩個動態(tài)和穩(wěn)態(tài)。因此,高性能驅(qū)動系統(tǒng)工作在這兩個常數(shù)和現(xiàn)場削弱范圍可以實現(xiàn)使用一個線性速度和流量控制器。 2、控制變量是is1,is2,FOC系統(tǒng)不能保證完全解耦的電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子磁鏈控制在動態(tài)的范圍。因此,高績效驅(qū)動系統(tǒng)工作在這兩個常數(shù)和弱場范圍,需要一個速度控制器與非線性(除去載流子的幅值)的部分。 3、方法是建立在一個實時狀態(tài)反饋的和需要更復(fù)雜的信號處理的詳細情況(電機狀態(tài)變量和負載轉(zhuǎn)矩是必需的)。 4、同時,轉(zhuǎn)換和新的控制變量,V1,V2用于FLC沒有直接意義如Isx,Isy(磁鏈和轉(zhuǎn)矩分離)在FOC系統(tǒng)中。 5、FOC可以實現(xiàn)在傳統(tǒng)串級控制結(jié)構(gòu),因此可以很容易實現(xiàn)過載保護,使用參考電流限制器的輸出流量和速度控制器分別控制。 6、可以預(yù)計的是，因為在FLC變量及其衍生物作為新的坐標，很適合進行滑動模式的速度和位置控制器。因此,FLC創(chuàng)建一個要求異步電動機調(diào)速系統(tǒng)的性能很高的系統(tǒng)替代FOC應(yīng)用。 參考文獻： 附錄： 電機參數(shù) 控制器參數(shù) 反饋線性化： 逆變參數(shù)： 定子: 通量PI控制器： 速度PI控制器： 電流控制器： 16