感应电机多变量控制

《信息化与工业化两化融合研究与应用》序

前言

本书常用符号一览

第1章感应电机的多变量数学模型

1.1在三相坐标系中感应电机的数学模型

1.1-1磁链方程

1.1.2电压方程

1.1.3运动方程和转矩方程

1.2在两相坐标系中感应电机的数学模型

1.2.1坐标变换

1.2.2磁链方程

1.2.3电压方程

1.2.4转矩方程和运动方程

1.3用空间矢量表示时感应电动机的数学模型

1.3.1空间矢量变换

1.3.2用空间矢量表示的电压方程和磁链方程

1.3.3运动方程和转矩方程

1.4在任意旋转的通用坐标系中感应电机的数学模型

1.4.1在两相任意旋转坐标系中感应电机的数学模型

1.4.2在两相静止aβ坐标系中感应电机的数学模型

1.4.3在两相同步旋转dq坐标系中感应电机的数学模型

第2章感应电机的矢量变换控制

2.1转子磁场定向矢量变换控制

2.1.1矢量变换控制的基本方程式

2.1.2矢量变换控制的基本思想

2.1.3转子磁场定向矢量变换控制变频调速系统

2.2定子磁场定向矢量变换控制

2.2.1基本方程式

2.2.2定子磁场定向矢量变换控制基本结构

2.3气隙磁场定向矢量变换控制

2.3.1基本方程式

2.3.2气隙磁场定向矢量变换控制基本结构

第3章感应电机的直接转矩控制

3.1直接转矩控制的基本原理

3.1.1空间电压矢量及其空间位置

3.1.2直接转矩控制系统的基本结构

3.2定子电压矢量对磁链和转矩的控制

3.2.1定子电压矢量对磁链的控制

3.2.2定子电压矢量对转矩的控制

3.2.3直接转矩控制的电压矢量表

3.3定子电压对磁链和转矩的控制性能分析

3.3.1磁链轨迹控制性能分析

3.3.2转矩控制性能分析

3.4十二区段直接转矩控制系统

3.4.1问题提出

3.4.2十二区段直接转矩控制的电压矢量表

3.4.3十二区段磁链控制性能分析

3.4.4十二区段转矩控制性能分析

3.5直接转矩控制仿真实例

第4章磁链观测

4.1磁链观测的基本方程式

4.2转子磁链的开环观测模型

4.2.1转子磁链的电压模型

4.2.2转子磁链的电流模型

4.2.3转子磁链的组合模型法

4.2.4转子磁链的改进电压模型法

4.2.5旋转坐标系下转子磁链观测模型

4.3定子磁链的开环观测模型

4.3.1定子磁链的电压模型（也称u-i模型）

4.3.2定子磁链的电流模型

4.3.3定子磁链的i-n模型

4.3.4定子磁链的u-i-n模型

4.4气隙磁链的开环观测模型

4.4.1气隙磁链的电压模型

4.4.2气隙磁链的电流模型

4.5磁链的闭环观测模型

4.5.1基于Luenberger理论的状态观测器简介

4.5.2基于误差反馈的转子磁链观测器

4.5.3基于误差反馈的定子磁链观测器

4.5.4基于误差反馈的气隙磁链观测器

4.5.5感应电机的全阶磁链观测器

4.6磁链闭环观测器的仿真及实验分析

4.6.1建立仿真模型

4.6.2降阶和全阶磁链观测器的仿真分析

4.6.3降阶和全阶磁链观测器的实验分析

第5章转速辨识和电阻辨识

5.1开环转速观测方法

5.2采用状态观测器法（基于误差反馈）的转速辨识

5.2.1基于转子磁链观测器模型的转速辨识

5.2.2基于定子磁链观测器模型的转速辨识

5.2.3基于定转子磁链观测器模型的转速辨识

5.2.4采用状态观测器法转速辨识的仿真实例

5.3采用模型参考自适应法的转速辨识

5.3.1基于转子磁链模型的转速辨识方法

5.3.2基于反电势模型的转速辨识方法

5.3.3基于瞬时无功功率模型的转速辨识方法

5.3.4采用模型参考自适应方法转速辨识的仿真实例

5.4采用模型参考模糊自适应法的转速辨识

5.4.1模糊控制自适应律的设计

5.4.2模型参考模糊自适应转速辨识的仿真实例

5.5采用扩展卡尔曼滤波法的转速辨识

5.5.1扩展卡尔曼滤波法原理与结构

5.5.2感应电机状态方程建立

5.5.3扩展卡尔曼滤波状态估计

5.6闭环转速辨识的实验结果分析

5.6.1基于状态观测器与模型参考自适应转速辨识方法的比较

5.6.2转速辨识实验结果展示

5.7电阻辨识

5.7.1采用状态观测器的电阻辨识

5.7.2采用模糊PI自适应律的电阻辨识

5.7.3采用模型参考自适应法的电阻辨识

第6章感应电机的自抗扰控制

6.1自抗扰控制器的基本原理

6.1.1自抗扰控制器的基本概念

6.1.2线性自抗扰控制器

6.2感应电机自抗扰控制器设计

6.2.1在同步旋转dq坐标系中感应电机的状态方程

6.2.2转速子系统自抗扰控制器设计

6.2.3磁链子系统自抗扰控制器设计

6.3感应电机自抗扰控制仿真分析及实验结果

6.3.1转速控制仿真分析

6.3.2转速控制实验结果

6.3.3磁链控制仿真分析

6.3.4磁链控制实验结果

6.4基于时间尺度的感应电机自抗扰控制器参数整定方法

6.4.1时间尺度的概念

6.4.2感应电机的时间尺度

6.4.3基于时间尺度的自抗扰控制器参数整定及仿真分析

参考文献

附录A机电能量转换基础知识

A.1磁场与磁能

A.2机电能量转换

附录B本书实验用电机参数表

术语索引

感应电机数学模型索引

《感应电机多变量控制》可供研究院所和高等院校从事电机控制和控制理论应用方面研究的人员阅读，也可供高等院校电气工程专业的研究生参考。交流电气运动控制系统具有广泛的运用领域，作为交流电气运动控制系统的驱动电机之一感应电机，由于其非线性多变量的特点，给由其构成的电气运动控制系统的高性能实现带来了一定的困难。本书系统地研究了感应电机的多变量数学模型和感应电机的多变量非线性控制等。主要内容有：在基与坐标的关系以及空间矢量的复数表示方法的基础上，推导了感应电机在不同坐标系下状态空间方程；系统地介绍感应电机的矢量变换控制方法和直接转矩控制方法以及存在的问题和解决方法；介绍感应电机定子、转子、气隙磁链的开环和闭环观测方法，感应电机转速及其他参数的开环和闭环观测方法；以实例的方式介绍感应电机的解耦控制方法、自适应控制方法、模糊控制方法、细分控制方法、自抗绕控制方法、滑膜变结构控制等。