交流传动系统滑模控制算法的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要交流电机本身是一个多变量，强耦合和时变的复杂被控对象，通常很难通过精确地数学模型进行描述，再加上控制过程中外部因素对电机本身造成的影响，因此要实现交流电机高质量的控制，需要研究合理的控制策略。本文针对交流电机定子电流的耦合影响以及电机转速控制的鲁棒性，将滑模变结构控制策略引入交流电机传动领域，力图实现电机定子电流的解耦和电机控制的鲁棒性。本文首先以三相异步电机为研究对象，研究了定子电流耦合的问题，总结了目前学者们对此问题所提出的解决方案，其中包括反馈解耦控制等等。由于这些方案都存在各自的缺陷，例如对电

2、机模型参数的依赖程度高，鲁棒性不强等，所以本文考虑将滑模变结构控制策略引入交流传动。本文分析了滑模变结构控制的基本原理，提出了新型的滑模变结构控制策略，并将其用于交流电机的电流调节中，给出了计算机仿真实验结果。本文的重点是提出一种能够减小滑模抖动的新型滑模变结构控制策略。虽然滑模变结构控制具有很强的鲁棒性，且实现简单，在工程上得到了广泛的应用，但是滑模抖动成为其应用的一个主要障碍。径向基神经网络具有收敛速度快，能够实现任意非线性函数的特点，很适用于非线性复杂的系统。因此，本文考虑使用径向基神经网络与滑模变结构控制相结合，来实现减

3、小滑模抖动的目的。在本文提出的方案中，神经网络的输出直接替代滑模控制的开关量输出，期待利用神经网络的自学习能力，减小甚至消除滑模抖动。此外，本文还将提出的方案用于速度调节中，以期望提高电机转速调节的鲁棒性，并进行了仿真实验。仿真结果表明，该方案具有较好的效果，理论分析和实验结果是相吻合的。关键词：交流电机滑模控制径向基神经网络电流耦合I华中科技大学硕士学位论文AbstractACmotorisahighorderandstrongcouplingsystem,andgenerallyitisdifficulttodescribe

4、theaccuratemathematicmodelofanACmotorwithsomeexternaldisturbances,soapplicablecontrolstrategiesareexpectedtoensuregoodperformanceofmotorcontrol.Inthisthesis,weconsiderusingslidingmodelcontrolinmotorcontrol,inordertosolvethestatorcurrentcouplingproblemandimprovetherob

5、ustnessofoverallsystem.Thisthesisstudiesthethreephaseasynchronousmotor,analyzesthestatorcurrentcouplingeffectiveness,andsummarizescontrolmethodsproposedbyscholarsallovertheworld.However,theseproposedmethodshavesomedrawbacks,suchasbadrobustness.Therefore,slidingmodeco

6、ntrolisconsideredinthisthesis.Thethesisexpoundsthebasictheoryofslidingmodecontrol,andproposesanovelcontrolstrategy.Themostsignificanceofthisthesisliesinproposinganewslidingmodecontrolmethod,whichcanreducethechatteringcausedbyslidingmodeeffectively.Althoughthetraditio

7、nalslidingmodecontrolhasstrongrobustnessanditiseasytoimplementinengineering,slidingmodecontrolhasadrawback-thechattering.Neuralnetworkshavetheabilitytoapproximatenonlinearfunctions.Inaddition,radialbasisfunctionneuralnetwork(RBFNN)hasanadvantageoffasterlearningabilit

8、yandlesschanceoffallingintolocalminimum,incomparisonwithstandardBPneuralnetwork.Therefore,thisthesisconsiderscombiningthemeritsbetw