【摘要】：異步電動機(Induction Motor-IM)憑借設計結構簡單、轉換效率高、價格低廉等優(yōu)點,在工、農業(yè)和交通運輸動力系統(tǒng)中占據著舉足輕重的地位。但IM動力系統(tǒng)又有著高階數、強耦合和參數不確定的非線性模型,故而IM動力系統(tǒng)極易受到來自參數改變和外部負載擾動的影響,進而減弱系統(tǒng)的動靜態(tài)性能和降低被控精度。同時,微處理器憑借生產成本低、使用壽命長、運行速度快等諸多優(yōu)點,很快就被普遍運用到離散控制中。因為離散控制算法在穩(wěn)定性和可實現性是優(yōu)于連續(xù)算法的,離散系統(tǒng)也能更貼切的描述實際工程系統(tǒng)模型,所以研究IM離散控制具有十分重要的意義。然而,實際工程中又存在著大量的輸入飽和非線性約束,這會影響系統(tǒng)穩(wěn)定性,降低系統(tǒng)的性能指標,增加控制算法的運算量和控制器的復雜程度,故在設計離散控制算法時應考慮這一實際問題。綜上所述,本文在考慮輸入飽和非線性約束的條件下,將命令濾波控制和自適應神經網絡技術相結合,構造了IM離散系統(tǒng)控制器。論文的主要研究成果如下:1.利用Euler公式先將IM連續(xù)模型離散化,進而可得離散形式的IM動態(tài)系統(tǒng)模型。2.基于IM系統(tǒng)離散模型,結合命令濾波控制和自適應技術,本文構建一種科學有效的離散控制算法用于IM轉子速度和位置的控制研究。針對離散控制器設計過程中出現的未知非線性函數,本文采用神經網絡技術對其逼近。同時,神經網絡自適應技術能夠很好地解決離散系統(tǒng)中由于函數高階性產生的不良影響。針對利用傳統(tǒng)反步法設計過程中出現的“計算爆炸”和“因果矛盾”問題,文中引入命令濾波技術,可以有效解決以上兩個問題。3.針對IM離散動態(tài)系統(tǒng),本文在設計控制器時,首次考慮輸入飽和約束這一實際問題,更加有利于文中提出的控制算法在實際工程中的應用。4.文中采用Lyapunov穩(wěn)定性分析方法來證明離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過Matlab仿真實驗說明了本文的離散控制算法能夠對電動機轉子速度和位置達到良好的調節(jié)和跟蹤效果,同時也可以保證輸入電壓始終維持在飽和輸入電壓的限定值之間,對比仿真結果說明文中設計出的控制器能夠更好地保證速度和位置的控制效果,抑制負載轉矩突變的能力更強,進而可以說明該方法的強魯棒性和優(yōu)越性。
【圖文】：

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000步數/步-20-100102030405060iq圖 3.8(a) 電流 qi k 曲線（命令濾波反步法）

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000步數/步-3-2-1012置位rad)(x1d圖 4.3(b) 位置曲線 1x k 和期望信號 1dx k （傳統(tǒng)反步法）
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM343;TP183;TP273

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本文編號：2687234