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混合磁路电机是在永磁电机的基础上发展起来的一种具有良好速度调节性能的电机。该电机具有永磁体励磁和电励磁两种励磁方式,克服了永磁电机气隙磁场难以调节的缺点,很容易实现气隙磁场的控制,便于速度调节,因而具有广阔的发展前景。本论文课题来源于国家自然科学基金项目,主要研究混合磁路电机的非线性控制策略。
根据电机统一原理及永磁同步电机的建模方法在旋转坐标上建立了定子附加励磁混合磁路电机的动态模型,并根据该电机的实际运行情况,建立了简化模型。从非线性系统的几何理论观点看,混合磁路电机的模型属于仿射非线性系统,而且是强耦合的,因此文中讨论了一种混合磁路电机系统输入输出解耦方法。在此基础上深入地讨论了混合磁路电机系统的转速跟踪问题。证明了混合磁路电机系统的负载干扰解耦问题无解。通过进一步研究,提出负载转矩干扰可以通过它的解耦线性化系统利用内模原理来抑制。
文中还根据另一种解耦线性化方法—直接反馈线性化方法,为混合磁路电机系统设计了反馈线性化算法,使其控制策略更简单且易于理解。通过对系统输出方程的求导,得到所需的坐标变换和非线性状态反馈,实现了混合磁路电机系统的输入输出解耦线性化。
最后,采用MATLAB/SIUMLINK工具箱对混合磁路电机控制系统分别应用上述解耦线性化算法进行了仿真,系统的良好动态性能表明上述算法是有效的。