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1、第34卷第5期計(jì)算機(jī)仿真2017年5月文章編號(hào)：1006—9348(2017)05—0285—06無(wú)軸承異步電機(jī)穩(wěn)定性能優(yōu)化控制研究何方舟，卜文紹，李自愿，程相輝(河南科技大學(xué)信息工程學(xué)院，河南洛陽(yáng)471003)摘要：針對(duì)電機(jī)參數(shù)發(fā)生變化和負(fù)載擾動(dòng)導(dǎo)致無(wú)軸承異步電機(jī)的穩(wěn)定性能下降的問(wèn)題。為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在建立了無(wú)軸承異步電機(jī)狀態(tài)方程的基礎(chǔ)上．分別采用逆系統(tǒng)方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)方法把轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)和懸浮系統(tǒng)解耦成轉(zhuǎn)子磁鏈、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子徑向位移四個(gè)獨(dú)立的偽線性子系統(tǒng)。對(duì)轉(zhuǎn)矩偽線性子系統(tǒng)設(shè)計(jì)了滑模變結(jié)構(gòu)控制器代替PI控制器，引入指數(shù)趨近律來(lái)消減滑模控制器
2、的抖振問(wèn)題，并采用Lyapunov方法進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。仿真結(jié)果表明，上述方案具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)解耦性能，解耦后的轉(zhuǎn)矩偽線性系統(tǒng)采用滑模變結(jié)構(gòu)控制具有響應(yīng)速度快和穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：無(wú)軸承異步電機(jī)；電機(jī)參數(shù)變化；負(fù)載擾動(dòng)；滑模變結(jié)構(gòu)控制中圖分類(lèi)號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：BStudyonOptimalControloftheStabilityofBearinglessInductionMotorHEFang-zhou，BUWen-shao，LIZi-yuan，CHENGXiang-hui(CollegeofInformationEngineeri
3、ng，HenanUniversityofSci＆Tech，LuoyangHenan471003，China)ABSTRACT：Duetothechangeofmotorparametersandloaddisturbance，thestableperformanceofthebearinglessinductionmotorwilldecrease．Basedonthestateequationofthebearinglessinductionmotor，byusingtheinversesystemmethodandtheneuralnetw
4、orkinversesystemmethod，thetorquesystemandthesuspensionsystemarede—coupledintorotorflux，rotorspeedandrotorradialdisplacementfourindependentpseudolinearsubsystems．SlidingmodevariablestructurecontrollersaredesignedtoreplacethePIcontrollerinthepseudolinearsystemoftorque，andtheLy
5、apunovmethodisusedtoanalyzeitsstability．Thesimulationresultsshowthatthedecouplingschemehasex—cellentdynamicdecouplingperformance，thedecoupledtorquepseudolinearsystemadoptsslidingmodevariablestructurecontrolwithfastresponseandstrongability．KEYWORDS：Bearinglessinductionmotor；M
6、otorparametervariation；Loaddisturbance；Slidingmodevariablestructurecontro】1引言無(wú)軸承電機(jī)是一種對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力同時(shí)控制的新型電機(jī)[1。3]。因結(jié)構(gòu)緊湊、可靠、節(jié)能、高效等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)軸承異步電機(jī)代表著更先進(jìn)的生產(chǎn)力。無(wú)軸承異步電機(jī)定子上的轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮繞組共同作用產(chǎn)生了懸浮力．其內(nèi)部存在著復(fù)雜的電磁耦合關(guān)系，要對(duì)其進(jìn)行高精度控制．就要解決其各個(gè)變量之間強(qiáng)耦合問(wèn)題。逆系統(tǒng)方法是一種多變量、非線性反饋線性化方法，其應(yīng)用面廣、數(shù)學(xué)推導(dǎo)簡(jiǎn)明．已被應(yīng)用到交流電機(jī)的解耦控制中[4
7、-6]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆解耦方法將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逼近和容錯(cuò)能力和逆系統(tǒng)方法的解耦線性化特點(diǎn)相結(jié)合．受到了廣泛的關(guān)注[7。8]。文獻(xiàn)[9]設(shè)計(jì)了魯棒伺服調(diào)節(jié)器，使系統(tǒng)對(duì)負(fù)載擾動(dòng)具有強(qiáng)魯棒性，但未考慮電機(jī)參數(shù)(轉(zhuǎn)子電阻)的變化對(duì)系統(tǒng)的基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51277053)收稿日期：2016—06—28修回日期：2016—07—06影響。在實(shí)際系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子電阻會(huì)隨著電機(jī)溫升和集膚效應(yīng)而發(fā)生變化．直接影響電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的準(zhǔn)確性，從而破壞電機(jī)解耦關(guān)系，最終導(dǎo)致控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能變差。滑模變結(jié)構(gòu)控制方法可根據(jù)實(shí)際需要．設(shè)計(jì)與控制對(duì)象參數(shù)變化及外部擾動(dòng)無(wú)關(guān)
8、的滑動(dòng)模態(tài)，更加適用于非線性高階次多變量的控制對(duì)象[1?。文獻(xiàn)『11]針對(duì)異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)了滑模變結(jié)構(gòu)控制器，但未使用逆系統(tǒng)方法解耦。故本文在無(wú)軸
