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磁浮列车用直线同步电机自抗扰矢量控制调速系统
| 论文题名： | 磁浮列车用直线同步电机自抗扰矢量控制调速系统 |
| 关键词： | 自抗扰控制;矢量控制;直线同步电机;磁浮列车;PI调节器;前馈补偿 |
| 摘要： | 磁浮列车的直线同步驱动系统是一个多变量、非线性、不确定的控制对象。对于这样一个复杂系统，其控制器设计具有较高难度。采用矢量控制方法，可以将直线同步电机控制系统分解为磁链和转矩两个子系统，在一定程度上实现了磁链和转矩两个环节的解耦控制。 对于转子磁场定向矢量控制下的直线同步电机控制器的设计，目前采用最广泛的是PI调节方法。PI调节器采用经典调节理论进行设计，不依赖于对象的数学模型，是一种基于误差反馈的控制策略。由于PI调节器的简单性和实用性，在实际系统中得到了广泛的应用。由于PI调节器本身的局限性，控制器的控制性能不高，一组PI调节器参数不能适应不同的运行环境。 自抗扰控制(ADRC)是一种基于扰动的控制方法，不依赖于被控对象模型，在未知强非线性和不确定强扰动作用下都能保证控制精度。目前ADRC技术主要包括跟踪．微分器(TD)、扩张状态观测器(ESO)和非线性反馈(NLSEF)等环节。本文基于这一控制技术，以磁浮列车用直线同步电机为控制对象，设计了转速环和电流环控制器，处理转速与电流方程中的未知外扰和模型耦合项。论文提出了一阶ADRC的优化结构，采用线性模型代替经典ADRC中的部分非线性环节，在保证控制性能的前提下，简化了模型结构，降低了计算量。为了验证自抗扰控制器的控制性能，在仿真中给控制对象施加了各种扰动，仿真结果表明，这种控制方法能很好地观测各种扰动并进行前馈补偿，具有快速性、鲁棒性、无超调的优点。 为了与PI调节器控制性能进行比较，本文也对PI控制方法进行了仿真。仿真结果表明，在各种扰动环境下，ADRC控制器具有更好的控制性能。在快速性、无超调、鲁棒性方面都表现出了优良的性能。 自抗扰控制器的参数设置比较多，暂时没有很好的参数整定的方法。本文利用仿真分析的方法，给出了参数变化产生的影响，以及参数选取的一般原则。 |
| 作者： | 申向智 |
| 专业： | 电磁悬浮与超导工程 |
| 导师： | 张昆仑 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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