感應電機模型預測控制

前言
第1部分緒論和基礎知識

第1章概述1
1.1研究背景及意義1
1.2高性能感應電機控制策略簡述2
1.2.1矢量控制2
1.2.2直接轉矩控制2
1.2.3模型預測控制3
1.2.4無速度傳感器控制5
1.3本書主要內容6

第2章三相感應電機數(shù)學模型9
2.1三相靜止坐標系下的數(shù)學模型9
2.2三相系統(tǒng)的空間矢量描述10
2.3兩相坐標系下感應電機的數(shù)學模型13
2.4電機參數(shù)及常用公式14
2.5本章小結16

第3章高性能電機控制中的基本問題17
3.1逆變器非線性特性辨識與補償17
3.2電機參數(shù)辨識19
3.3磁鏈觀測器23
3.3.1傳統(tǒng)磁鏈觀測方法23
3.3.2全階觀測器24
3.3.3轉速自適應律25
3.3.4觀測器的離散化26
3.3.5增益矩陣設計28
3.4本章小結32

第2部分傳統(tǒng)控制策略

第4章磁場定向矢量控制34
4.1基本原理34
4.2電流調節(jié)器設計35
4.2.1線性PI調節(jié)器設計36
4.2.2復矢量調節(jié)器設計38
4.2.3離散域調節(jié)器設計40
4.3外環(huán)調節(jié)器設計42
4.3.1磁鏈環(huán)設計42
4.3.2轉速環(huán)設計43
4.4仿真和實驗結果44
4.4.1仿真結果44
4.4.2實驗結果46
4.5本章小結49

第5章直接轉矩控制50
5.1直接轉矩控制概述50
5.2單矢量直接轉矩控制50
5.2.1基本原理51
5.2.2仿真結果52
5.2.3實驗結果53
5.3雙矢量直接轉矩控制54
5.3.1基本原理54
5.3.2仿真結果56
5.3.3實驗結果57
5.4考慮轉速影響的雙矢量直接轉矩控制58
5.4.1轉速變化對轉矩斜率的影響58
5.4.2新型占空比計算方法59
5.4.3仿真和實驗結果61
5.5本章小結64

第3部分模型預測控制

第6章傳統(tǒng)模型預測控制65
6.1模型預測控制概述65
6.2模型預測轉矩控制66
6.2.1基本原理66
6.2.2計算簡化67
6.2.3控制延遲補償68
6.2.4起動電流抑制68
6.2.5仿真和實驗結果69
6.3本章小結71

第7章無權重系數(shù)模型預測控制72
7.1模型預測磁鏈控制72
7.1.1基本原理72
7.1.2仿真和實驗結果74
7.1.3磁鏈控制與轉矩控制的實驗對比76
7.2級聯(lián)式模型預測控制78
7.2.1級聯(lián)模型預測控制78
7.2.2廣義級聯(lián)模型預測控制79
7.2.3仿真對比80
7.2.4實驗對比82
7.3本章小結87

第8章魯棒模型預測控制88
8.1魯棒模型預測控制策略概述88
82基于超局部模型的無模型預測電流控制89
8.3基于擴張狀態(tài)觀測器的無模型預測電流控制90
8.4實驗對比92
8.4.1動態(tài)性能92
8.4.2穩(wěn)態(tài)性能93
8.4.3參數(shù)魯棒性94
8.5本章小結100

第9章雙矢量模型預測控制101
9.1雙矢量模型預測控制介紹101
9.1.1傳統(tǒng)雙矢量預測轉矩控制101
9.1.2改進雙矢量預測轉矩控制102
9.1.3廣義雙矢量預測轉矩控制102
9.1.4廣義雙矢量預測磁鏈控制104
9.1.5開關點優(yōu)化預測磁鏈控制105
9.2仿真和實驗結果106
9.2.1仿真結果106
9.2.2實驗結果112
9.3性能比較和量化分析117
9.3.1雙矢量MPC之間的對比117
9.3.2雙矢量MPC與傳統(tǒng)方法的對比118
9.4本章小結122

第10章三矢量模型預測控制123
10.1三矢量模型預測控制概述123
10.2開關點優(yōu)化模型預測磁鏈控制123
10.2.1整體框圖123
10.2.2矢量選擇124
10.2.3矢量占空比優(yōu)化124
10.2.4仿真結果125
10.2.5實驗結果126
10.3基于SVM的模型預測磁鏈控制127
10.3.1整體框圖127
10.3.2電壓參考值計算127
10.3.3基于固定矢量合成的SVM128
10.3.4仿真結果130
10.3.5實驗結果131
10.4統(tǒng)一多矢量模型預測控制132
10.4.1控制框圖132
10.4.2定子磁鏈無差拍控制132
10.4.3單矢量MPC133
10.4.4雙矢量MPC134
10.4.5廣義雙矢量MPC135
10.4.6仿真結果136
10.4.7實驗結果138
10.5本章小結143

第11章無速度傳感器運行及弱磁控制144
11.1無速度傳感器控制144
11.1.1基本原理145
11.1.2仿真結果149
11.1.3實驗結果150
11.2弱磁區(qū)模型預測控制152
11.2.1弱磁控制概述152
11.2.2恒功率區(qū)弱磁控制152
11.2.3恒電壓區(qū)弱磁控制156
11.3本章小結159

第12章三電平模型預測控制160
12.1三電平逆變器原理160
12.1.1數(shù)學模型160
12.1.2中點電位波動原因162
12.1.3調制策略164
12.2三電平模型預測轉矩控制171
12.2.1狀態(tài)預測172
12.2.2目標函數(shù)172
12.2.3仿真結果173
12.3三電平模型預測磁鏈控制175
12.3.1基本原理175
12.3.2優(yōu)化矢量表176
12.3.3權重系數(shù)調試178
12.3.4實驗驗證178
12.3.5無速度傳感器運行183
12.4基于SVM的模型預測控制187
12.4.1模型預測磁鏈控制187
12.4.2模型預測電壓控制191
12.4.3實驗結果對比分析195
12.5本章小結199

第13章感應電機調速系統(tǒng)設計過程200
13.1硬件設計200
13.2軟件設計201
13.2.1仿真框架202
13.2.2實驗框架203
13.2.3代碼自動生成及程序執(zhí)行時間204
13.3本章小結205

第14章展望206

參考文獻207