将交流传动系统作为多端口的能量与信号变换装置,采用端口受控哈密顿(PCH)方法,依靠能量成形和PWM信号变换、互联和阻尼配置,并向端口注入能量来确定交流传动系统的控制性能。从哈密顿系统运动方程、交流电机和功率变换器的特性出发,建立交流传动系统的PCH模型,并对PCH模型的能量平衡、耗散、无源、互联和阻尼等特性进行了定性与定量分析。基于能量成形、互联和阻尼配置、L2增益、自适应阻尼注入、PI、自适应模糊反步等控制方法,分别研究给出了交流传动系统的PCH控制原理和状态误差PCH控制原理,确定了期望的哈密顿函数,设计了控制器。基于无源性理论、Lyapunov方法、L2增益控制技术等方法,分析了交流传动系统PCH控制的稳定性和鲁棒性。建立了交流传动系统PCH控制的仿真实验研究平台,并与矢量控制等进行了对比研究,验证了新的控制方法的有效性,从而建立了交流传动系统的能量成形与PCH控制理论体系。最终用仿真实验研究平台实现了交流传动系统的能量成形与PCH控制,解决了因电机参数和负载变化而影响系统性能等问题。因此,本课题的研究成果有着重要的科学意义和应用价值。
英文主题词Energy-shaping; control; AC drive; Hamiltonian system; Signal transformation