无轴承异步电机rfoc逆动态解耦控制

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1、电气传动2014年第44卷第8期ELECTRICDRIVE2014Vol.44No.8无轴承异步电机的RFOC逆动态解耦控制卜文绍，祖从林，路春晓，王少杰（河南科技大学信息工程学院，河南洛阳471003）摘要：为解决三相无轴承异步电机这一多变量、非线性对象的强耦合性问题，首先分析了RFOC（转子磁链定向控制）条件下的无轴承异步电机状态方程；然后，进行了无轴承异步电机的整体系统可逆性分析，采用逆系统方法进行了转速和转子磁链之间、两个径向位移分量之间的动态解耦控制方法研究，给出了逆动态解耦控制系统结构。仿真结果表明，

2、系统各状态变量之间实现了可靠的动态解耦控制，且具有良好的动静态控制性能，所给逆动态解耦控制方法是有效的、可行的。关键词：无轴承异步电机；动态解耦控制；转子磁场定向；逆系统法中图分类号：TM343文献标识码：ARFOCInverseDynamicDecouplingControlofBearinglessInductionMotorBUWen⁃shao，ZUCong⁃lin，LUChun⁃xiao，WANGShao⁃jie（CollegeofInformationEngineering，HenanUniversit

3、yofScience&Technology，Luoyang471003，Henan，China）Abstract:Tosolvethestrongcouplingproblemofthree⁃phasebearinglessinductionmotorwhichisamulti⁃variable，nonlinearobject，thestateequationofbearinglessinductionmotorbasedonRFOC（rotorfluxorientationcontrol）wasanalyzed

4、.Then，thereversibilityoftheoverallsystemwasdiscussedaccordingtothemathematicalmodelofbearinglessinductionmotor，thedynamicdecouplingcontrolmethodforthespeed，rotorfluxlinkageandthetworadialdisplacementcomponentswasresearchedbasedoninversesystemmethod，thedecoupl

5、ingcontrolsystemstructurewaspresented.Simulationresultsshowthatthedynamicdecouplingcontrolhasbeenachievedbetweenthosesystemstatevariablesreliably；moreover，agooddynamicandstaticperformancehasbeenachieved.Theproposeddecouplingcontrolmethodiseffectiveandfeasible

6、.Keywords:bearinglessinductionmotor；dynamicdecouplingcontrol；rotorfluxorientation；inversesystemmethod［7，11］态解耦。逆系统方法是近年来针对复杂非线1引言性系统提出的一种直接反馈线性化方法。关于无无轴承电机是基于磁轴承与交流电机定子结轴承异步电机的逆系统解耦控制，国内外已有研［11-16］构的相似性，通过在定子中嵌入相差一对磁极的究，但通常是将电机方程定义在两相同步旋悬浮控制绕组，从而打破原电机磁场的平衡，产生

7、转坐标系下，逆系统表达式的求解过程比较复杂，指向磁场增强方向的悬浮力，实现转子悬浮运行复合成的伪线性系统含有不可观测的隐动态，从控制。因其具有无需润滑、无摩擦、无机械噪声等而影响系统的稳定性能。本文将无轴承异步电机［1-10］优点，已成为国内外研究热点。但无轴承异步定义在转子磁场坐标系下，忽略电流动态环节，以电机作为一个多变量、非线性、强耦合对象，要实使电机模型尽可能简化，并利用逆系统方法将控现其高性能控制，需要实现各耦合变量之间的动制对象解耦为转速、转子磁链和2个径向位移等4基金项目：国家自然科学基金项目（51

8、277053）；河南省国际科技合作项目（114300510029）；河南省教育厅自然基金项目（2010B510011）作者简介：卜文绍（1969-），男，博士，副教授，Email：wsbu@163.com68卜文绍，等：无轴承异步电机的RFOC逆动态解耦控制电气传动2014年第44卷第8期个积分子系统，并在此基础上应用线性系统理论式中：ks为径向位移刚度系数。进行控制系统