异步电机瞬态扰动控制方法研究

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1、密级：保密期限：博士学位论文’■，异步电机瞬态扰动控制方法研究Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｙｎａｍｉｃｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｆａｓｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｏｒｙｔ学号Ｐ２００９０１００５姓名谢芳学位类别工学博士（工程领域）》ｅ：指导教师王群京．‘－２０１５４完成时间年月答辩委员会ｓｙｐ主席签名独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工

2、作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽大学或其他教育机构的一学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期Ｓ：糾年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽大

3、学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检’、索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存编学位论文。、（保密的学位论文在解密后适用本授权书）１Ｉ学位论文作者签名：导师签名：少ｙ日：／月ｆ日签字日期：《年月ｒ日签字期糾ｆ年摘要摘要矢量控制策略使异步电机具有与直流电机相娘美的控制性能，多年来倍受电机驱动设计者的青睐。但由于这种控制策略多采用ＰＩＤ控制来调整参数，难以抑制电机运行过程中由于工况多变、参数时变时出现的瞬时扰动，限制了这种控制技术在很

4、多应用领域内的发展，尤其是电动汽车这类对电机动态控制性能和节能效果要求都比较高的应用场合。因此，现阶段实现异步电机驱动系统的矢量控制需要解决的几个关键的问一：、设计具有自我更新能力的高性能扰动辨识器题是；二、设计高性能闭环控制策略，以应对系统在运行过程中出现的参数时变、负载扰动等情况下的变化，时刻保持优良的调速性能三、最快最准确地获取最优转子磁链或最优励；磁电流，从而实现最大效率控制。本文针对异步电机具有抗扰功能和效率优化功能的矢量控制策略进行了理论与实验研究。主

5、要工作与创新点如下－一将电机运行过程中出现的瞬态扰动分为两大类：类是由于温度变化、磁场饱和等因素造成电机本体参数变化带来的扰动一；另类是电机运行时转速、转子磁链、负载转矩等由于检测或工况变化带来的实时扰动。特别计对现有的参数辨识方法往往局限于某一具体的数学模型、不具备自我更新能力、实时适ＥＫ应能力不强的问题，提出了串行扩展卡尔曼滤波器（ＣＦ）的方法，实现了无速度传感器的转子电阻、互感、转子磁链等参数辨识，仿真和实验证明了此方法的有效性。辨识的结果为后面的抗扰及效率优化

6、研宄奠定基础。研宄了预测函数控制（ＰＦＣ）方法，以改善基于传统ＰＩＤ矢量控制方法的扰动抑制能力。从预测函数控制设计的基本理论入手，重点研究了基于二阶特征模型的预测函数控制方法，通过选择设计基函数、预测模型，确定误差校正方程，选择参考轨迹和滚动优化等，提出了实用的异步电机基于预测函数控制的矢量控制解决方案。同时，结合前面的辨识结果对此方案进行改进。另外，考虑到大功率异步电机在运行过程中存在负载随机扰动问题，将异步电机系统中一模型参数可变性、外加负载随机性等看作个扰动集合

7、，引入降维扰动观测器，Ｉ异步电机瞬态扰动控制方法研宄对扰动进行了动态补偿一。此方案能克服般模型预测控制方案在负载强扰动下的缺陷，在保持系统综合性能的前提下，提高异步电机控制系统的抗扰特性。仿真和实验验证了这些方法的有效性。建立了异步电机的损耗模型，结合前面辨识出的相关扰动变化量的数据样本，提出采用支持向量机回归（ＳＶＭ）的控制策略找到这些变量直接或间接的非线性拟合关系，建立了具有抗扰功能的支持向量机模型，最后，将建立好的支持向量机模型用于在线的最大效率控制

8、策略中，实时确定合适的励磁电流给定值，达到最大效率控制的目的。仿真结果验证了此方法的有效性。：预测函数控制关键词；异步电机；支持向量机；在线辨识串行扩展卡尔曼；滤波ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＶｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｍａｋｅａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒｃａｎａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｍａｒａｂｌｅｗｉｔｈＤＣｍｏｔｏｒａｔｔｒａｃｔｅｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｂｍｏｔｏ