批準(zhǔn)號

60674095

項目名稱

無軸承異步電機非線性逆動態(tài)解耦控制與試驗研究

項目類別

面上項目

申請代碼

F0301

項目負(fù)責(zé)人

劉賢興

負(fù)責(zé)人職稱

教授

依托單位

江蘇大學(xué)

研究期限

2007-01-01 至 2009-12-31

支持經(jīng)費

30（萬元）

無軸承異步電機非線性逆動態(tài)解耦控制與試驗研究造價信息

市場價 信息價 詢價
材料名稱 規(guī)格/型號 市場價
（除稅）		 工程建議價
（除稅）		 行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報價日期
快速門-電機及控制 0.7KW 220V 查看價格 查看價格

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快速門-電機及控制 2.2KW、220V 查看價格 查看價格

POWEVER

 套 13% 杭州瑞瑪金屬門窗有限公司(湖州市廠商期刊)
快速門-電機及控制 1.5KW 220V 查看價格 查看價格

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三相異步電機 Y90S-2 查看價格 查看價格

豐揚

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三相異步電機 Y90L-2 查看價格 查看價格

豐揚

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三相異步電機 Y132M-2 查看價格 查看價格

豐揚

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三相異步電機 Y280S-2 查看價格 查看價格

豐揚

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三相異步電機 Y315S-2 查看價格 查看價格

豐揚

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材料名稱 規(guī)格/型號 除稅
信息價		 含稅
信息價		 行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時間
法國索菲SOMFY同軸電機 查看價格 查看價格

m2 珠海市2003年10月信息價
法國索菲SOMFY同軸電機 查看價格 查看價格

m2 珠海市2003年9月信息價
Y系列三相異步電動機 Y801-2P,功率0.75kW 查看價格 查看價格

臺 深圳市2003年12月信息價
Y系列三相異步電動機 Y802-4P,功率0.75kW 查看價格 查看價格

臺 深圳市2003年12月信息價
Y系列三相異步電動機 Y90S-6P,功率0.75kW 查看價格 查看價格

臺 深圳市2003年12月信息價
Y系列三相異步電動機 Y90S-4P,功率1.1kW 查看價格 查看價格

臺 深圳市2003年12月信息價
Y系列三相異步電動機 Y100L-6P,功率1.5kW 查看價格 查看價格

臺 深圳市2003年12月信息價
Y系列三相異步電動機 Y112M-2P,功率4kW 查看價格 查看價格

臺 深圳市2003年12月信息價
材料名稱 規(guī)格/需求量 報價數(shù) 最新報價
（元）		 供應(yīng)商 報價地區(qū) 最新報價時間
低壓異步電機 低壓異步電機 YL-12 280kW 490r/min AC380V 50Hz|3臺 1 查看價格 天津中藍(lán)泵業(yè)有限責(zé)任公司 廣東   2021-01-10
異步電機 30軸,35軸,38軸,40軸|4627 1 查看價格 廣州逸昌電梯科技有限公司 廣東  廣州市 2015-11-16
異步電機 50軸,55軸|8165 1 查看價格 廣州逸昌電梯科技有限公司 廣東  廣州市 2015-05-30
異步電機 42軸,45軸|6783 1 查看價格 廣州逸昌電梯科技有限公司 廣東  廣州市 2015-04-08
三湘異步電機 型號:YE3-315S-8(立式)|1臺 3 查看價格 藍(lán)深集團股份有限公司 廣東   2021-07-07
立式異步電機 YKKL560-16 280kW 10KV|3臺 1 查看價格 西安鴻泰電機有限公司 全國   2019-08-16
電機軸承 與水泵配套|2套 2 查看價格 河北澳涵泵業(yè)有限公司 廣東  廣州市 2021-04-28
非線性編輯系統(tǒng) 1.名稱:非線性編輯系統(tǒng) 2.其它:為保證操作的簡便,必須可通過平臺啟動非編系統(tǒng)對資源進行非編,啟動后非編資源可自動上傳非編系統(tǒng).便于教師能夠?qū)ψ约阂呀?jīng)錄制好的視頻進行快速編輯處理; 教師能夠同時|1.0套 3 查看價格 北京華林視通科技有限公司    2017-05-23

無軸承異步電機集異步電機和磁懸浮軸承功能及優(yōu)點為一體，是電機和磁懸浮軸承研究領(lǐng)域的重大突破。目前采用的磁場定向控制策略難以實現(xiàn)無軸承異步電機轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力、徑向懸浮力之間的動態(tài)解耦控制，嚴(yán)重制約無軸承異步電機的發(fā)展和應(yīng)用研究。本項目針對無軸承異步電機多變量、非線性和強耦合控制對象，全面分析轉(zhuǎn)子徑向受力，建立懸浮力和電機數(shù)學(xué)模型；采用多變量非線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆進行動態(tài)解耦控制，研究系統(tǒng)運行的非線性智能控制器；根據(jù)電磁力、轉(zhuǎn)子動態(tài)性能等要求研究系統(tǒng)參數(shù)辨識、位置檢測、功率逆變器、數(shù)字控制系統(tǒng)硬件和軟件；通過理論計算仿真和實驗研究優(yōu)化電機參數(shù)和非線性智能控制器，攻克無軸承異步電機非線性動態(tài)解耦控制的技術(shù)難題。.本項目的研究對提高我國無軸承異步電機在國際上的研究和應(yīng)用水平，對解決眾多領(lǐng)域難以實現(xiàn)和完善的電氣傳動問題具有十分重要意義。 2100433B

無軸承異步電機非線性逆動態(tài)解耦控制與試驗研究基本信息常見問題

  • 同步電機與異步電機的區(qū)別？

    同步與異步的最大區(qū)別就在于看他門的轉(zhuǎn)子速度是不是與定子旋轉(zhuǎn)的磁場速度一致，如果轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與定子是一樣的，那就叫同步電動機，如果不一致，就叫異步電動機。。。 ! k# O, b5 \+ Z8...

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  • 三相異步電機的基本結(jié)構(gòu)是什么？

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無軸承異步電機非線性逆動態(tài)解耦控制與試驗研究基本信息文獻

異步電機特性 異步電機特性

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頁數(shù)： 36頁

評分： 4.7

異步電機特性

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異步電機課件 異步電機課件

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大?。?span id="um6ch2d" class="single-tag-height">8.0MB

頁數(shù)： 211頁

評分： 4.4

異步電機課件

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實現(xiàn)系統(tǒng)非線性解耦并消除參數(shù)不確定性對系統(tǒng)性能影響，是永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)研究的關(guān)鍵問題和非線性控制等領(lǐng)域的研究難點。本課題研究永磁同步電機非線性解耦控制及解耦系統(tǒng)的干擾抑制。應(yīng)用非線性輸入輸出反饋線性化理論，推導(dǎo)永磁同步電機非線性輸入輸出線性化的模型，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和磁鏈的完全非線性動態(tài)解耦，建立永磁同步電機非線性解耦控制系統(tǒng)，并對負(fù)載擾動和參數(shù)變化影響系統(tǒng)解耦性能和動態(tài)性能的原因進行分析。結(jié)合自適應(yīng)逆控制理論，對解耦子系統(tǒng)分別設(shè)置噪聲與擾動消除器專門用于消除解耦系統(tǒng)的負(fù)載擾動；設(shè)置逆控制器專門用于提高解耦系統(tǒng)系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性；利用逆控制器及自適應(yīng)機理消除參數(shù)不確定性對永磁同步電機解耦系統(tǒng)性能的影響，增強系統(tǒng)的參數(shù)魯棒性。設(shè)計變論域變步長的LMS自適應(yīng)濾波算法，能夠兼顧在系統(tǒng)建模時存在的初始收斂速度、時變系統(tǒng)跟蹤能力及收斂精度三個指標(biāo)。建立永磁同步電機解耦系統(tǒng)的自適應(yīng)逆控制系統(tǒng)。 2100433B

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序號

標(biāo)題

類型

作者

1

傳統(tǒng)工藝對紅薯粉條自動生產(chǎn)控制系統(tǒng)

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2

永磁同步電機非線性自適應(yīng)解耦控制系統(tǒng)研究

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3

基于非線性自適應(yīng)解耦策略感應(yīng)電機控制系統(tǒng)研究

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4

永磁同步電機的非線性自適應(yīng)解耦控制

科研獎勵

5

小麥硬度聲學(xué)測定技術(shù)

科研獎勵

6

小麥硬度聲學(xué)測定技術(shù)

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7

永磁同步電機非線性自適應(yīng)解耦控制系統(tǒng)研究

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8

空間混沌及其在圖像加密中的應(yīng)用研究

科研獎勵

9

小麥硬度聲學(xué)測定技術(shù)

科研獎勵

10

小麥硬度聲學(xué)測定技術(shù)

科研獎勵

11

永磁同步電機非線性自適應(yīng)解耦控制

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12

感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)矩和磁鏈的解耦控制研究

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13

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Low-overhead authentication method for reprogramming protocol based on rateless codes in wireless sensor networks

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Hybrid sampling strategy-based multiobjective evolutionary algorithm for process planning and scheduling problem

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17

An optimal query strategy for protecting location privacy in location-based services

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18

基于博弈分析的車輛感知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點軌跡隱私保護機制

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19

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20

Calculation of synthetic electric field and ion flow density along UHVDC transmission lines based on the non-grid method

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21

Nonlinear Decoupling Control Algorithm for Permanent Magnet Synchronous Motor Drive System

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22

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23

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基于IEC61850的IED配置工具研究與實現(xiàn)

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張慶輝|崔勇|

25

Multiobjective Process Planning and Scheduling Using Improved Vector Evaluated Genetic Algorithm with Archive

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Wenqiang Zhang|

26

永磁同步電機魯棒逆解耦控制系統(tǒng)研究

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27

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28

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29

A game theory-based analysis of data privacy in vehicular sensor networks

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30

A protocol-free detection against cloud oriented reflection DoS attacks

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Xiao L|Wei W|Yang W D|

31

基于逆系統(tǒng)理論的感應(yīng)電機內(nèi)?？刂蒲芯?/td>

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32

Security in vehicular ad hoc networks (vanets)

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Performance comparison of several kinds of improved genetic algorithm

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Review on image processing methods based on sparse representation

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基于PN序列抽取的偽碼調(diào)相引信信號處理研究

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Blow-up criterion of weak solutions for the 3D Boussinesq

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37

精通CSS DIV 100%網(wǎng)頁樣式與布局密碼

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39

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基于幀緩沖LCD驅(qū)動程序設(shè)計與實現(xiàn)

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基于逆系統(tǒng)原理的感應(yīng)電動機滑模速度控制系統(tǒng)研究

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傳感器網(wǎng)絡(luò)中一種輕量級的安全重編程方法.

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53

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格值一階邏輯系統(tǒng)的α廣義歸結(jié)原理

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Synthesis of ZnS Films on Si(100) Wafers by Using Chemical Bath Deposition Assisted by the Complexing Agent Ethylenediamine

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A genetic algorithm with local search using activity list characteristics for solving resource-constrained project scheduling problem

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Upper Semicontinuity of Pullback Attractors for the 3D Nonautonomous Benjamin-Bona-Mahony Equations

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糧倉通風(fēng)CFD技術(shù)研究

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Adaptive TDMA slot assignment protocol for vehicular ad-hoc networks

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YANG W D|

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車載自組網(wǎng)節(jié)點軌跡隱私攻防博弈模型

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Research of auxiliary recognition system of image for the blind based on tactile perception

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A Distribution Collaborative Detection Scheme for Primary User Emulation Attacks in Cognitive Wireless Networks

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Jianwu LI|Xuemei WANG|

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Weitao Xu|Wenqiang Zhang|

67

永磁同步電動機的魯棒逆解耦控制系統(tǒng)研究

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68

RSUs Aided Data Dissemination Scheme for Vehicular Adhoc Networks

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Ke W|Wei-Dong Y|

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基于ECM算法的多用戶檢測技術(shù)研究

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Liang Yitao|

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郭飛|劉凈凈|羅宵|劉剛|

73

Study on Spectrum Estimation in Biophoton Emission Signal Analysis of Wheat Varieties

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Liang Yitao|

74

基于DSP的諧波電能計量算法研究

期刊論文

張慶輝|崔勇|

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浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院、南昌航空大學(xué)信息工程學(xué)院的研究人員陳亮亮、祝長生、王忠博，在2017年第23期《電工技術(shù)學(xué)報》上撰文，針對電磁軸承高速飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動抑制問題，提出了一種基于逆系統(tǒng)解耦和改進型二自由度控制的方法。

首先采用逆系統(tǒng)方法對電磁軸承飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行解耦，將非線性、強耦合的電磁軸承飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)解耦為四個彼此獨立的子系統(tǒng)，再用改進型二自由度控制器對解耦后的子系統(tǒng)進行整定，使控制系統(tǒng)的設(shè)定值跟蹤及外擾抑制特性能夠分別調(diào)節(jié)，并通過速度觀測器獲取阻尼控制信號，增強系統(tǒng)的抗噪聲能力。

從理論上分析了所提出控制算法的穩(wěn)定性、設(shè)定值跟蹤性能及魯棒性，并對其性能進行了仿真和實驗驗證。結(jié)果表明，該文提出的控制算法能夠使飛輪轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮并有效抑制其振動，具有穩(wěn)定性好、魯棒性強、抗噪聲能力強等優(yōu)點。

高速飛輪儲能是一種清潔、高效的儲能方式，具有廣闊的應(yīng)用前景。電磁軸承（Active MagneticBearing，AMB）因其無機械接觸、無摩擦損耗、無需潤滑、適合高速運行等特點，成為高速飛輪儲能裝置轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)的理想選擇[1-6]。

一般情況下，電磁軸承支承的高速飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的彎曲臨界轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)高于其額定的工作轉(zhuǎn)速，可近似地將其簡化為一個剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是一個具有強耦合的多變量、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅徑向兩轉(zhuǎn)動自由度之間通過陀螺效應(yīng)耦合在一起，而且兩平動自由度的各自兩端也彼此耦合，使得電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的四個徑向通道彼此耦合。

隨著飛輪轉(zhuǎn)速的提高，陀螺效應(yīng)逐漸加強，剛性飛輪轉(zhuǎn)子兩轉(zhuǎn)動自由度的耦合效應(yīng)也進一步加強，使得剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的兩個轉(zhuǎn)動模態(tài)（即章動和進動模態(tài)）的頻率也隨之發(fā)生變化。其中，章動模態(tài)的頻率隨飛輪轉(zhuǎn)速同步上升，高速下與轉(zhuǎn)子同步頻率之比接近于轉(zhuǎn)子的極轉(zhuǎn)動慣量與橫向轉(zhuǎn)動慣量之比；進動模態(tài)的頻率則隨飛輪轉(zhuǎn)速的上升不斷下降，在高速下趨向于零。

由于控制系統(tǒng)的延時、功率放大器和傳感器帶寬的限制以及控制器的積分作用等原因，過高的章動頻率與過低的進動頻率都會降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)[7,8]。

此外，當(dāng)電流和位移大幅變化時，電磁力的非線性和耦合特性也將進一步加強。為了實現(xiàn)電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的高精度控制，必須采用解耦控制。

為抑制陀螺效應(yīng)的影響，常采用交叉反饋解耦法[9-11]。交叉反饋解耦雖然能夠在一定程度上抑制高速運行時由章動模態(tài)和進動模態(tài)導(dǎo)致的系統(tǒng)失穩(wěn)，但它只能實現(xiàn)徑向兩轉(zhuǎn)動自由度之間的近似線性化解耦，無法實現(xiàn)電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)徑向四個自由度間的完全解耦，控制性能難以進一步提高。

近年來，反饋線性化解耦和智能解耦等控制方法受到了越來越多的關(guān)注。智能解耦法[12-14]對系統(tǒng)模型的精確度要求較低，魯棒性強，但該類方法計算量大，編程復(fù)雜，實時性差，在電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中的應(yīng)用不多。反饋線性化解耦法因其計算量較小、結(jié)構(gòu)相對簡單、便于實現(xiàn)等特點逐漸成為研究的熱點。

反饋線性化解耦法主要包括微分幾何方法和逆系統(tǒng)方法。與微分幾何方法相比，逆系統(tǒng)方法無需經(jīng)過復(fù)雜抽象的坐標(biāo)變換，物理意義明確，更易實現(xiàn)。另外，微分幾何方法需要系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型滿足仿射非線性的一般形式，對于采用電磁力非線性模型的電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)來說，難以滿足這一條件。

近年來，許多學(xué)者首先將反饋線性化方法應(yīng)用于單自由度電磁軸承系統(tǒng)，并取得了良好的實驗效果[15-19]。C. Hsu等[20,21]將反饋線性化方法應(yīng)用于三極電磁軸承的控制系統(tǒng)，并在靜態(tài)和低速運行情況下取得了成功。

曹建榮等[22]采用基于逆系統(tǒng)的狀態(tài)反饋線性化方法將一個六自由度的電磁軸承剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分解為六個彼此解耦的子系統(tǒng)，然后用極點配置法對解耦后的子系統(tǒng)進行了綜合，但并未給出實驗結(jié)果，也未考慮電磁力的非線性特性。

Fang Jiancheng等[23,24] 采用基于逆系統(tǒng)的反饋線性化方法對磁懸浮控制力矩陀螺的轉(zhuǎn)子徑向四自由度運動進行了解耦控制，在其算法中考慮了電磁力的非線性特性，但未考慮兩個徑向電磁軸承結(jié)構(gòu)及參數(shù)不對稱的影響。Wen Tong等[25]采用基于微分幾何法的反饋線性化方法對永磁偏置軸承五自由度飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行了解耦控制，結(jié)果表明該方法非常復(fù)雜且難以實現(xiàn)。

由于系統(tǒng)噪聲、不平衡力等擾動的影響及模型誤差的客觀存在性，逆系統(tǒng)控制方法往往會影響系統(tǒng)的跟蹤特性和魯棒性[23, 24]。為了進一步提升控制性能，常將μ綜合控制[16,17]、H∞控制[26,27]等現(xiàn)代控制算法應(yīng)用于解耦后的子系統(tǒng)。然而，這些算法結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且計算量大，無法實現(xiàn)跟蹤特性和外擾抑制的獨立調(diào)節(jié)。

考慮電磁力的非線性特性及兩徑向電磁軸承參數(shù)非對稱性的影響，本文首先采用基于逆系統(tǒng)的反饋線性化方法對電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的徑向四自由度進行非線性解耦，將其分解為四個彼此獨立的子系統(tǒng)。

然后采用改進型二自由度控制器對解耦后的子系統(tǒng)進行整定，實現(xiàn)設(shè)定值跟蹤和外擾抑制特性的分別調(diào)節(jié)，并在改進型二自由度控制器中采用速度觀測器獲取阻尼控制信號，改善系統(tǒng)的抗噪聲干擾能力。

最后，從理論上分析了本文所提出控制算法的穩(wěn)定性、跟蹤性能及魯棒性，并通過仿真和實驗進一步驗證了該控制算法的性能。

圖2 電磁軸承飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)傳遞函數(shù)框圖

圖8 電磁懸浮剛性飛輪儲能系統(tǒng)實驗裝置

結(jié)論

通過對基于逆系統(tǒng)解耦和改進型二自由度控制算法的理論、仿真及實驗分析，可得出以下結(jié)論：

1）本文提出的基于逆系統(tǒng)解耦和改進型二自由度控制的算法能夠使電磁軸承飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)保持穩(wěn)定，并有效抑制其振動，具有良好的穩(wěn)定性、抗噪聲能力以及魯棒性。

2）基于逆系統(tǒng)解耦和改進型二自由度控制的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了徑向四個通道的完全解耦，消除了陀螺效應(yīng)的影響，而且能夠分別調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的設(shè)定值跟蹤性能和外擾抑制特性，使兩者性能俱佳。

3）外擾抑制特性和魯棒性相互矛盾，控制器C(s)的參數(shù)需要在外擾抑制特性和魯棒性之間進行折中選擇。在控制系統(tǒng)調(diào)試時，可先根據(jù)外擾抑制特性和魯棒性的要求確定控制器C(s)的參數(shù)，然后再調(diào)節(jié)控制器Cf(s)的二自由度參數(shù)α'和β'，以進一步優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)定值跟蹤特性，從而使系統(tǒng)同時獲得良好的設(shè)定值跟蹤特性、外擾抑制特性及魯棒性。

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