磁悬浮异步电动机逆系统解耦控制的研究

《磁悬浮异步电动机逆系统解耦控制的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、江苏大学硕士学位论文摘要无轴承异步电机具备异步电机和磁轴承的特点，既可产生驱动负载的电磁转矩，又能产生支承转子的径向悬浮力，使转子实现无机械接触旋转。近几年来，无轴承电机己应用到高速机床电主轴、涡流分子泵、压缩机、人工心脏泵和计算机硬盘驱动等特殊传动领域，给很多难以实现的电气传动提供了实现途径。无轴承异步电机是一个强耦合、非线性多变量的复杂系统，本文重点开展了无轴承异步电机的基础理论和逆系统解耦研究，建立了无轴承异步电机的数学模型，研究了基于转子磁场定向的无轴承异步电机控制系统，无轴承异步电机逆系统解耦控制系统，设计了数字控制系统，具体内容：首先，介绍了无轴承异步电

2、机径向悬浮力的产生原理，推导了径向悬浮力和电机旋转部分的数学模型，并建立了无轴承异步电机的状态方程。其次，针对电机电磁转矩和径向悬浮力之间的耦合特性，研究了基于转矩绕组转子磁场定向控制的无轴承异步电机控制策略，建立了基于转子磁场定向控制的无轴承异步电机结构框图和仿真模型，最后利用Matlab／Simulink仿真软件对控制系统进行了仿真研究。再次，根据状态方程分析出系统的可逆之后，基于无轴承异步电机转子磁场定向控制的数学模型，运用口阶解析逆系统方法对其进行动态解耦控制，把构造出的解析逆系统与原控制系统复合，使无轴承异步电机系统解耦成转子位置、转速和磁链三种相对独立的

3、伪线性子系统，然后对伪线性子系统进行闭环控制，以达到令人满意的控制效果。江苏大学硕士学位论文最后，设计了无轴承异步电机的数字系统控制结构，介绍了主要的硬件系统组成；针对无轴承异步电机的原理和特性分别设计了转矩控制和悬浮控制的实现方案。关键词：无轴承异步电机，转子磁场定向控制，逆系统，解耦控制，数字控制系统Il江苏大学硕士学位论文ABSTRACTTheself-beatinginductionmotor,whichcombinesfunctionofinductionmotorandmagneticbearings，canprovidebothtorqueandrad

4、ialsuspensionforces．Therotoroftheself-bearinginductionmotorcanrotatewithnomechanicalfriction．Inrecentyears，self-bearingmotorshavebeendevelopedforhigh—speedmachinetools，turbo-molecularpumps，compressors，bloodpumpsandcomputerdiskdrives，andhaveprovidedrealizationmethodsformanyspecialdrives

5、．Theself-bearinginductionmotorisastrong—coupled，nonlinear,multi—variablecomplicatedsystem．Thisdissertationfocusesonthefundamentaltheoryandadecouplingcontrolapproachbasedoninversesystemincludingmathematicmodels，rotorfluxorientedcontroller,decouplingcontrolofbearinglessinductionmotorbase

6、doninversesystemmethodandthedigitalcontrolsyetemdesign．Thedetailcontentsareasfollows：Firstly,theprincipleofradialsuspensionforceisexpounded．Themathmaticmodelsofradialsuspensionforcesarededuced，andthestateequationsofthebearinglessinductionmotoraresetup．Secondly,inallusiontothecouplingch

7、aracteristicsbetweentheelectronmagnettorqueandradialsuspensionforcesofbearinglessinductionmotor，therotorfluxorientedcontrolstrategybasedontorquewindingisinvestigated．Also，thecontrolsystemandthesimulationmodelsofbearinglessinductionmotoraredesigned．Then，thecontrolsyetemissimulatedwith