本文關(guān)鍵詞：區(qū)間觀測器及其在風(fēng)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

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【摘要】：長期以來,觀測器設(shè)計(jì)一直是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要專題,在工程實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用。各種類型的觀測器相繼被提出,例如線性系統(tǒng)Luenberger(全維和降維)觀測器、仿射系統(tǒng)觀測器、自適應(yīng)觀測器以及含有未知參數(shù)的觀測器等等,這些觀測器設(shè)計(jì)條件是誤差系統(tǒng)能化成不含輸入的齊次方程,設(shè)計(jì)使誤差系統(tǒng)漸近穩(wěn)定,達(dá)到觀測的目的。但是當(dāng)系統(tǒng)存在不確定因素時(shí),一般不能保證誤差方程是齊次的,這時(shí)誤差就不會(huì)趨向零。最近對(duì)于這類系統(tǒng)提出了區(qū)間觀測器,并對(duì)含有不確定輸入的線性系統(tǒng)給出了區(qū)間觀測器的設(shè)計(jì)。區(qū)間觀測器給出狀態(tài)變化的一個(gè)范圍,用不確定來解決不確定問題,體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)。風(fēng)力發(fā)電逐漸成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn),世界各地均有較大的風(fēng)能儲(chǔ)備,并且無污染,高效而環(huán)保,在當(dāng)前能源危機(jī)的時(shí)代,無疑是代替不可再生資源的主要手段之一。風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)隨之而發(fā)展起來,比較常見的一種風(fēng)電機(jī)即為雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī),其采用的矢量控制技術(shù)研究頗多,磁鏈觀測技術(shù)作為矢量控制技術(shù)的必不可少的一部分,已有很多文獻(xiàn)。但當(dāng)前大部分研究如擴(kuò)展Kalman濾波、自適應(yīng)觀測器和滑模觀測器等等,都是基于齊次系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的方法的,并未有學(xué)者提出區(qū)間觀測方法。本文旨在設(shè)計(jì)雙饋感應(yīng)電機(jī)的區(qū)間觀測器。另外,在基于觀測器的閉環(huán)控制律方面的研究中,雙線性矩陣不等式(BMI)的處理方法一直是一個(gè)難點(diǎn),本文就此也進(jìn)行了研究。首先,第一部分給出了正系統(tǒng)以及內(nèi)部正實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ),并且基于此研究了一類線性時(shí)不變系統(tǒng)的區(qū)間觀測器設(shè)計(jì)。第二部分研究了滿足單邊Lipschitz條件的非線性系統(tǒng)的基于觀測器的控制方法,給出了閉環(huán)控制器的設(shè)計(jì)方法,研究了BMI難題的解決辦法,通過Matlab仿真驗(yàn)證了控制器的有效性。第三部分給出了雙饋感應(yīng)電機(jī)的模型,討論并給出便于本文進(jìn)行區(qū)間觀測器設(shè)計(jì)的電機(jī)模型,討論了其矢量控制技術(shù)。第四部分以前序章節(jié)為基礎(chǔ),給出了異步電機(jī)在轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)的區(qū)間觀測器設(shè)計(jì),考慮輸入擾動(dòng),通過仿真實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)子電流上下區(qū)間的觀測。第五部分對(duì)本進(jìn)行了總結(jié),指出本文的局限性并給出了今后的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：觀測器設(shè)計(jì) 區(qū)間觀測器 風(fēng)力發(fā)電 矢量控制 磁鏈觀測
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM614;TP273
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 符號(hào)和縮略詞說明11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 課題來源、研究背景和意義12-14
• 1.1.1 研究背景12
• 1.1.2 課題研究意義12-14
• 1.2 區(qū)間觀測器設(shè)計(jì)及其在風(fēng)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用14-17
• 1.2.1 研究現(xiàn)狀及發(fā)展分析14-16
• 1.2.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的觀測器設(shè)計(jì)16-17
• 1.3 本文主要內(nèi)容17-19
• 第二章 連續(xù)線性時(shí)不變系統(tǒng)的區(qū)間觀測器設(shè)計(jì)19-36
• 2.1 引言19
• 2.2 矩陣?yán)碚摷罢到y(tǒng)相關(guān)知識(shí)19-26
• 2.2.1 矩陣?yán)碚?/span>19-22
• 2.2.2 正系統(tǒng)22-23
• 2.2.3 內(nèi)部正實(shí)現(xiàn)理論23-26
• 2.3 區(qū)間觀測器設(shè)計(jì)26-35
• 2.3.1 基于內(nèi)部正實(shí)現(xiàn)的正系統(tǒng)觀測器27-30
• 2.3.2 原坐標(biāo)系下基于內(nèi)部正實(shí)現(xiàn)的區(qū)間觀測器30-32
• 2.3.3 利用坐標(biāo)變換設(shè)計(jì)區(qū)間觀測器32-34
• 2.3.4 區(qū)間觀測器的Matlab仿真34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 基于觀測器的閉環(huán)控制器設(shè)計(jì)與研究36-53
• 3.1 引言36-37
• 3.2 非線性系統(tǒng)及相關(guān)矩陣知識(shí)37-39
• 3.2.1 Lipschitz及單邊Lipschitz非線性系統(tǒng)37-39
• 3.2.2 相關(guān)矩陣知識(shí)39
• 3.3 Lipschitz非線性系統(tǒng)的輸出反饋控制設(shè)計(jì)39-45
• 3.4 單邊Lipschitz非線性系統(tǒng)的輸出反饋控制器設(shè)計(jì)45-49
• 3.5 仿真實(shí)例49-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第四章 風(fēng)電用雙饋感應(yīng)電機(jī)基本理論53-70
• 4.1 引言53
• 4.2 雙饋感應(yīng)電機(jī)基本工作原理53-55
• 4.3 三相靜止坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型55-57
• 4.3.1 電壓方程55-56
• 4.3.2 磁鏈方程56
• 4.3.3 轉(zhuǎn)矩方程56-57
• 4.3.4 運(yùn)動(dòng)方程57
• 4.4 兩相(dq軸)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型57-66
• 4.4.1 派克變換57-59
• 4.4.2 兩相(dq軸)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型59-66
• 4.5 網(wǎng)側(cè)PWM變換器及其控制方法66-68
• 4.5.1 網(wǎng)側(cè)PWM變換器工作原理66
• 4.5.2 網(wǎng)側(cè)PWM變換器在兩相(dq軸)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型66-68
• 4.6 轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器及其控制方法68-70
• 第五章 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)區(qū)間觀測器設(shè)計(jì)70-82
• 5.1 引言70-71
• 5.2 雙饋感應(yīng)電機(jī)的區(qū)間觀測器設(shè)計(jì)71-77
• 5.2.1 原坐標(biāo)系下感應(yīng)電機(jī)的區(qū)間觀測器73-75
• 5.2.2 坐標(biāo)變換下感應(yīng)電機(jī)的區(qū)間觀測器75-77
• 5.3 實(shí)例仿真77-81
• 5.4 本章小結(jié)81-82
• 第六章 總結(jié)與展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果88-89
• 致謝89-90

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