永磁同步电机非线性自适应逆解耦控制系统研究

实现系统非线性解耦并消除参数不确定性对系统性能影响，是永磁同步电机调速系统研究的关键问题和非线性控制等领域的研究难点。本课题研究永磁同步电机非线性解耦控制及解耦系统的干扰抑制。应用非线性输入输出反馈线性化理论，推导永磁同步电机非线性输入输出线性化的模型，实现转速和磁链的完全非线性动态解耦，建立永磁同步电机非线性解耦控制系统，并对负载扰动和参数变化影响系统解耦性能和动态性能的原因进行分析。结合自适应逆控制理论，对解耦子系统分别设置噪声与扰动消除器专门用于消除解耦系统的负载扰动；设置逆控制器专门用于提高解耦系统系统的静、动态特性；利用逆控制器及自适应机理消除参数不确定性对永磁同步电机解耦系统性能的影响，增强系统的参数鲁棒性。设计变论域变步长的LMS自适应滤波算法，能够兼顾在系统建模时存在的初始收敛速度、时变系统跟踪能力及收敛精度三个指标。建立永磁同步电机解耦系统的自适应逆控制系统。

实现系统非线性解耦并消除参数不确定性对系统性能影响，是永磁同步电机调速系统研究的关键问题和非线性控制等领域的研究难点。本课题研究了永磁同步电机非线性解耦控制及解耦系统的干扰抑制。应用非线性输入输出反馈线性化理论，推导出了永磁同步电机非线性输入输出线性化的模型，实现了转速和磁链的完全动态解耦，建立了永磁同步电机非线性解耦控制系统，并对负载扰动和参数变化影响解耦系统动态性能的原因进行了分析。对解耦系统提出了一种自适应逆控制结构，设置的噪声与扰动消除器专门用来消除解耦系统的负载扰动；设置的逆控制器专门用于提高解耦系统系统的静、动态特性；利用逆控制器及自适应机理消除参数了不确定性对永磁同步电机解耦系统性能的影响，增强系统的参数鲁棒性。提出了变论域变步长的 LMS 自适应滤波算法，该算法在对系统建模时可以同时兼顾系统建模时存在的初始收敛速度、时变系统跟踪能力及收敛精度三个指标。项目成果有助于实现永磁同步电机的高性能控制，也有利于非线性理论的进一步深入发展。