基于反馈耗散方法的永磁同步电机最大转矩／电流控制.pdf

第卷第期煤炭学报. .
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文章编号:———
基于反馈耗散方法的永磁同步电机
最大转矩/电流控制
裘君,赵光宙,齐冬莲
浙江大学电气工程学院,浙江杭州
摘要:把永磁同步电动机看作一个二端口的能量交换装置,基于能量成形方法和反
馈耗散哈密顿理论,
期望平衡点,针对负载转矩已知和未知种情况分别设计了速度反馈控制器,并分析了系统的稳
,所设计的控制器具有良好的鲁棒性和快速响应性,是有效的.
关键词:反馈耗散;永磁同步电机;最大转矩/电流;能量整形;哈密顿系统
中图分类号: 文献标识码:


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哈密顿系统是经典力学的基础,已经广泛应用,例如网络、化工、
源系统基础上发展的耗散端口受控系统把能量耗散的概念引入到了哈密顿系统框架中. 而在科学和工程领
域,通常认为动态系统是能量变换装置,当系统达到平衡时能量是一种动态平衡状态,因此通过能量整形
—
;提出了哈密顿
反馈耗散控制方法,使得基于端口受控的哈密顿控制策略应用面更加广泛,针对永磁同步电机转矩通
常未知的情况,、性
收稿日期:一—责任编辑:许书阁
基金项目:国家自然科学基金资助项目;浙江省自然科学基金资助项目
作者简介:裘君一,男,浙江宁波人,博士研究生.:—,—:..
煤炭学报年第卷
能好、结构简单、可靠性高、转矩大等特点,在现代交流调速中得到了越来越广泛的应用¨。。,但是由于
永磁同步电动机包含了速度和电流的非线性耦合,因此需要采用非线性控制方法对其进行解耦控制,目前
常用的方法主要有控制¨、自适应控制、滑模变结构控制、智能控制与控
制等.
结合矢量控制的坐标变换方法,本文介绍的最大转矩/电流反馈耗散哈密顿控制方法利用稳
定性原理,以系统全局渐进稳定为设计原则,实现了永磁同步电机系统的控制解耦,简化了系统的设计过
程,利用最大转矩电流控制原理和状态观测器方法,解决了系统在负载已知和未知情况下的速度控制问
题,有效地抑制了系统参数变化对系统速度跟踪伺服性能的影响,使得系统具有强鲁棒性,为交流电机的
现代鲁棒和非线性控制提供了一种新途径和方法.
永磁同步电机数学模型
永磁同步电机的数学模型可以表示为

一矾,
誓一, ㈩
., . —∞
式中, , 分别为幽坐标下的电感;, 分别为幽坐标下的电流;为定子电枢绕组电阻;凡为极对
数;∞为角速度; 为磁链;为转动惯量; 为电磁转矩;为负载转矩;为黏滞摩擦因数.
定义戈‘, ,/, /,/,
, .—/, ./,,:/,则式可以表示为

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一一下
反馈耗散哈密顿控制
. 哈密顿反馈耗散控制理论
对于一个系统