感應(yīng)電機模型預(yù)測控制

前言
第1部分緒論和基礎(chǔ)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(yīng)電機控制策略簡述2
1.2.1矢量控制2
1.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制2
1.2.3模型預(yù)測控制3
1.2.4無速度傳感器控制5
1.3本書主要內(nèi)容6

第2章三相感應(yīng)電機數(shù)學(xué)模型9
2.1三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型9
2.2三相系統(tǒng)的空間矢量描述10
2.3兩相坐標(biāo)系下感應(yīng)電機的數(shù)學(xué)模型13
2.4電機參數(shù)及常用公式14
2.5本章小結(jié)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(zhuǎn)速自適應(yīng)律25
3.3.4觀測器的離散化26
3.3.5增益矩陣設(shè)計28
3.4本章小結(jié)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(diào)節(jié)器設(shè)計35
4.2.1線性PI調(diào)節(jié)器設(shè)計36
4.2.2復(fù)矢量調(diào)節(jié)器設(shè)計38
4.2.3離散域調(diào)節(jié)器設(shè)計40
4.3外環(huán)調(diào)節(jié)器設(shè)計42
4.3.1磁鏈環(huán)設(shè)計42
4.3.2轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計43
4.4仿真和實驗結(jié)果44
4.4.1仿真結(jié)果44
4.4.2實驗結(jié)果46
4.5本章小結(jié)49

第5章直接轉(zhuǎn)矩控制50
5.1直接轉(zhuǎn)矩控制概述50
5.2單矢量直接轉(zhuǎn)矩控制50
5.2.1基本原理51
5.2.2仿真結(jié)果52
5.2.3實驗結(jié)果53
5.3雙矢量直接轉(zhuǎn)矩控制54
5.3.1基本原理54
5.3.2仿真結(jié)果56
5.3.3實驗結(jié)果57
5.4考慮轉(zhuǎn)速影響的雙矢量直接轉(zhuǎn)矩控制58
5.4.1轉(zhuǎn)速變化對轉(zhuǎn)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(jié)果61
5.5本章小結(jié)64

第3部分模型預(yù)測控制

第6章傳統(tǒng)模型預(yù)測控制65
6.1模型預(yù)測控制概述65
6.2模型預(yù)測轉(zhuǎn)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(jié)果69
6.3本章小結(jié)71

第7章無權(quán)重系數(shù)模型預(yù)測控制72
7.1模型預(yù)測磁鏈控制72
7.1.1基本原理72
7.1.2仿真和實驗結(jié)果74
7.1.3磁鏈控制與轉(zhuǎn)矩控制的實驗對比76
7.2級聯(lián)式模型預(yù)測控制78
7.2.1級聯(lián)模型預(yù)測控制78
7.2.2廣義級聯(lián)模型預(yù)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(jié)87

第8章魯棒模型預(yù)測控制88
8.1魯棒模型預(yù)測控制策略概述88
82基于超局部模型的無模型預(yù)測電流控制89
8.3基于擴張狀態(tài)觀測器的無模型預(yù)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(jié)100

第9章雙矢量模型預(yù)測控制101
9.1雙矢量模型預(yù)測控制介紹101
9.1.1傳統(tǒng)雙矢量預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制101
9.1.2改進雙矢量預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制102
9.1.3廣義雙矢量預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制102
9.1.4廣義雙矢量預(yù)測磁鏈控制104
9.1.5開關(guān)點優(yōu)化預(yù)測磁鏈控制105
9.2仿真和實驗結(jié)果106
9.2.1仿真結(jié)果106
9.2.2實驗結(jié)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(jié)122

第10章三矢量模型預(yù)測控制123
10.1三矢量模型預(yù)測控制概述123
10.2開關(guān)點優(yōu)化模型預(yù)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(jié)果125
10.2.5實驗結(jié)果126
10.3基于SVM的模型預(yù)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(jié)果130
10.3.5實驗結(jié)果131
10.4統(tǒng)一多矢量模型預(yù)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(jié)果136
10.4.7實驗結(jié)果138
10.5本章小結(jié)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(jié)果149
11.1.3實驗結(jié)果150
11.2弱磁區(qū)模型預(yù)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(jié)159

第12章三電平模型預(yù)測控制160
12.1三電平逆變器原理160
12.1.1數(shù)學(xué)模型160
12.1.2中點電位波動原因162
12.1.3調(diào)制策略164
12.2三電平模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制171
12.2.1狀態(tài)預(yù)測172
12.2.2目標(biāo)函數(shù)172
12.2.3仿真結(jié)果173
12.3三電平模型預(yù)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(quán)重系數(shù)調(diào)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(yù)測控制187
12.4.1模型預(yù)測磁鏈控制187
12.4.2模型預(yù)測電壓控制191
12.4.3實驗結(jié)果對比分析195
12.5本章小結(jié)199

第13章感應(yīng)電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計過程200
13.1硬件設(shè)計200
13.2軟件設(shè)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(jié)205

第14章展望206

參考文獻207