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《無軸承同步磁阻電機逆系統(tǒng)解耦控制仿真研究.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第29卷第2期計算機仿真2012年2月文章編號:1006—9348(2012)02—0416—04無軸承同步磁阻電機逆系統(tǒng)解耦控制仿真研究張漢年1,劉合祥2,孫剛1,于寶明‘(1.南京信息職業(yè)技術(shù)學院電子信息學院,江蘇南京210046;2.東南大學電氣工程學院,江蘇南京210096)摘要:研究無軸承同步磁阻電機穩(wěn)定性控制問題,由于無軸承同步磁阻電機是一個強耦合的非線性系統(tǒng),為實現(xiàn)負載條件下的穩(wěn)定懸浮運行.需解除電機轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力等多變量之間的耦合關(guān)系。針對前饋補償解耦的缺陷,給出了無軸承同步磁阻電機包含轉(zhuǎn)矩控制和懸浮力控制的統(tǒng)
2、一數(shù)學模型,證明電機逆系統(tǒng)存在,設(shè)計了一種通過非線性狀態(tài)反饋的逆系統(tǒng)解耦控制方案,將復(fù)雜的無軸承同步磁阻電機系統(tǒng)解耦成兩個轉(zhuǎn)子徑向位置二階積分子系統(tǒng)和一個轉(zhuǎn)速一階積分子系統(tǒng),并用PI和PID調(diào)節(jié)器分別對轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速進行綜合設(shè)計。運用MATLAB軟件對電機控制系統(tǒng)進行仿真。仿真結(jié)果證明,解耦控制方案的有效性,為電機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計提供了保證。關(guān)鍵詞:無軸承同步磁阻電機;逆系統(tǒng);解耦控制中圖分類號:TM743文獻標識碼:AStudyonDecouplingControlSimulationwithInverseSystemforBea
3、ringlessSynchronousReluctanceMotorZHANGHan—nianl,LIUHe—xian92,SUNGan91,YUBao—min91(1.SchoolofElectronicandInformation,NanjingCollegeofInformationTechnology,NanjingJiangsu210046,China;2.CollegeofElectricalEngineering,SoutheastUniversity,NanjingJiangsu210096,China)’ABS
4、TRACT:Bearinglesssynchronousreluctancemotorisastronglycoupledandnonlinearsystem.Inordertoreal-izethesuspensionoperationundertheload,thecouplingsbetweenthetorqueandtheradiallevitationforcesshouldbecanceled.ThewholemathematicalmodelofthemotorWasgiven,includingtorquecon
5、trolandlevitationforcescontrol,andthereversibilityofthemotor'sinversesystemwasproved,SOtheinversedecouplingstrategyWasde—signedusingnon—linearstatefeedback,whichdecoupledthecomplexmotorsystemintotwosecondorderintegralsubsystemsandonefirstorderintegralsubsystem,namedt
6、herotorradialpositionsubsystemsandspeedsubsystem.ThesesubsystemswereseparatelysynthesizedwithPIandPIDcontroller.Modelingandsimulationofthecontrolsys—tenwerestudiedwithMATLAB,andsimulationresultsverifythattheproposedcontrolschemehasgooddecouplingeffectiveness.KEYWORDS
7、:Bearinglesssynchronousreluctancemotor;Inversesystem;Decouplingcontrol1引言無軸承同步磁阻電機是一種新型特種電機,它集磁懸浮軸承與普通同步磁阻電機與一體,兼?zhèn)渥孕D(zhuǎn)和自懸浮功能?,具有無摩擦、無磨損、高速度、高精度、低功耗等一列獨特性能。與永磁型、感應(yīng)型、開關(guān)磁阻型等其他無軸承電機相比,無軸承同步磁阻電機具有轉(zhuǎn)子堅固可靠、系統(tǒng)控制簡單、轉(zhuǎn)矩脈動較低、弱磁性能良好等優(yōu)勢,尤其因其轉(zhuǎn)子上既基金項目:南京信息職業(yè)技術(shù)學院重點科研項目(YKJl0-006)收稿日期:2
8、011—02—20修回日期:2011一05一10...——416.--——無永磁體,也無勵磁繞組,更加適合于高溫等惡劣環(huán)境以及超高速等應(yīng)用領(lǐng)域舊1,具有廣闊的應(yīng)用前景。無軸承同步磁阻電機是一個強耦合、多變量、非線性的復(fù)雜系統(tǒng),其懸浮力兩個分量以及懸浮力和轉(zhuǎn)矩等多