【摘要】：無軸承感應(yīng)電機(jī)結(jié)合了感應(yīng)電機(jī)和磁軸承的特點(diǎn),既能產(chǎn)生驅(qū)動負(fù)載的電磁轉(zhuǎn)矩,又能產(chǎn)生支承轉(zhuǎn)子的徑向懸浮力,其潛在的應(yīng)用價(jià)值和復(fù)雜的運(yùn)行控制己成為目前高速交流傳動領(lǐng)域一個新的研究方向。無軸承感應(yīng)電機(jī)中轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子徑向位置通常采用PID控制,使得無軸承感應(yīng)電機(jī)在運(yùn)行過程中,一定程度上產(chǎn)生了過高超調(diào)、振蕩以及對外部擾動過分敏感現(xiàn)象,這都影響了電機(jī)高性能運(yùn)行。因此,對無軸承感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子徑向位置控制器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的理論價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。首先,本文對無軸承感應(yīng)電機(jī),非線性系統(tǒng)以及自抗擾控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了簡要概述。以無軸承感應(yīng)電機(jī)的非線性控制為研究重點(diǎn),介紹了經(jīng)典PID控制器的基本原理,分析了無軸承感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、應(yīng)用最小二乘支持向量機(jī)理論進(jìn)行逆模型識別,構(gòu)建出復(fù)合偽線性系統(tǒng),建立了基于無軸承感應(yīng)電機(jī)最小二乘支持向量機(jī)的逆方法控制系統(tǒng),并進(jìn)行仿真與分析。其次,為了抑制電機(jī)因使用經(jīng)典PID控制器而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子徑向位置超調(diào),減少電機(jī)參數(shù)變化以及增加負(fù)載產(chǎn)生擾動對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,本文采用自抗擾控制器代替經(jīng)典PID控制器并對自抗擾控制器進(jìn)行速度模塊與徑向懸浮位移模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì),并基于無軸承感應(yīng)電機(jī)最小二乘支持向量機(jī)逆方法控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果證明了優(yōu)化后的自抗擾控制方法能夠有效地減小和消除系統(tǒng)的超調(diào)。本文亦在轉(zhuǎn)速突變和負(fù)載突變兩種工況下分別進(jìn)行了對比仿真分析與研究,仿真結(jié)果表明優(yōu)化后的自抗擾控制方法增強(qiáng)了電機(jī)的抗干擾能力,提高了無軸承感應(yīng)電機(jī)的魯棒性和適應(yīng)性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM346
【圖文】：

用無機(jī)械接觸式磁懸浮結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生摩擦，且不會使血細(xì)胞破損。蘇黎世聯(lián)邦工學(xué)院和Levitronix公司研制成功的無軸承永磁電機(jī)驅(qū)動的血泵和可以移植到人體內(nèi)的左心室輔助裝置己經(jīng)在臨床中應(yīng)用，如圖1.1b所示。a 液壓泵 b 無軸承心臟伺服電機(jī)圖 1.1 無軸承電機(jī)的應(yīng)用Fig. 1.1Application of Bearingless Induction Motor1.3 非線性控制系統(tǒng)概述非線性控制系統(tǒng)是一個輸入量與輸出量無法用一定的線性關(guān)系來描述的控制系統(tǒng)，其運(yùn)動微分方程是通過非線性的常微分方程來描述的[27]。在早期涌現(xiàn)的控制系統(tǒng)絕大多數(shù)被認(rèn)為是線性的，例如液面高度控制器、瓦特蒸汽控制器等。換而言之，在研究領(lǐng)域中，選取了系統(tǒng)的某一線性模型去取代真實(shí)的系統(tǒng)。但是在真實(shí)的系統(tǒng)里，隱含的諸多非線性系統(tǒng)也通過線性關(guān)系去替代，一些沒有顧及到的非線性關(guān)系就被我們無視掉，最后形成了現(xiàn)在的線性系統(tǒng)模型。便隨科學(xué)技術(shù)的不斷提高，被研究的控制對象類別不計(jì)其數(shù)，其控制系統(tǒng)同時變得復(fù)雜化，并且對控制的精度也出現(xiàn)了新的精密的要求，線性系統(tǒng)模型并不

其繞組結(jié)構(gòu)如圖2.1 所示，由圖可知電機(jī)的定子槽中有兩套繞組�？拷鼉�(nèi)圓的三相繞組 ZA、ZB、ZC為轉(zhuǎn)矩繞組，轉(zhuǎn)矩繞組除控制無軸承感應(yīng)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩外，還為懸浮力的控制提供偏置磁場。靠近外圓的三相繞組 XA、XB、XC為懸浮控制繞組，為懸浮力的控制提供控制磁場，即控制電機(jī)轉(zhuǎn)軸的徑向懸浮。如果讓無軸承感應(yīng)電機(jī)產(chǎn)生可控的徑向懸浮力，兩套繞組的極對數(shù)必須滿足 P1=P2±1，且ω1=ω2，其中 P1、其中 P1、ω1分別為懸浮控制繞組的極對數(shù)和電角頻率，P2、ω2分別為轉(zhuǎn)矩繞組的極對數(shù)和電角頻率。在圖 2.1中，轉(zhuǎn)矩繞組的極對數(shù) P1=1

【參考文獻(xiàn)】

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1 張濤;朱q

本文編號：2739817