磁悬浮异步电机的自抗扰控制的研究.doc
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磁悬浮异步电机的自抗扰控制的研究,2.38万字自己原创的毕业设计，今年最新的，仅在本站独家提交，大家放心使用摘要 磁悬浮电机是一种集旋转与自悬浮功能于一体的新型磁悬浮电机，其潜在的应用价值和复杂的运行控制己成为目前高速交流传动领域一个新的研究方向。磁悬浮异步电动机以其结构简单、可靠性高，成为研究最早、最多的磁悬浮电机类型...
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磁悬浮异步电机的自抗扰控制的研究
2.38万字
自己原创的毕业设计，今年最新的，仅在本站独家提交，大家放心使用
摘要 磁悬浮电机是一种集旋转与自悬浮功能于一体的新型磁悬浮电机，其潜在的应用价值和复杂的运行控制己成为目前高速交流传动领域一个新的研究方向。磁悬浮异步电动机以其结构简单、可靠性高，成为研究最早、最多的磁悬浮电机类型。
磁悬浮异步电动机是一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统，本文以磁悬浮异步电动机的 非线性解耦控制为研究重点。在深入分析磁悬浮异步电动机悬浮机理的基础上，建立了电机的数学模型。针对磁悬浮异步电动机电磁转矩和径向悬浮力之间的耦合特性，研究了转矩绕组转子磁场定向矢量控制策略。应用MATLAB/simulink建立了控制系统仿真模型，仿真结果表明，该方法基本实现了磁悬浮异步电动机电磁转矩和悬浮力之间的解耦，且具有较好的调速和悬浮特性。
最后，基于TMS320LF2812DSP对磁悬浮异步电动机系统建立了全数字控制实验平台，采用转矩绕组转子磁场定向控制策略，设计了主要的硬件系统，给出了各个功能模块的流程图。
关键词 磁悬浮异步电动机 转子磁场定向控制 解耦控制 数字控制系统
Reserch of Active Disturbance Rejection Controller on Bearingless Induction Motor
Abrstract The bearingless motor which combinesdrive windings with magnetic levitation bearings is a new type of motor. The research on the bearingless motor has become a focus at present in the domain of AC drive with high speed due to its potential value and complexo peration control. With the advantage of simple strueture and high reliability，the bearingless induction motor has been studied earlier and more than other types.
The bearingless induction motor is a nonlinear system with multivariable and significant coupling.This dissertation focus on the linearization deeoupling control of bearingless induetion motor.The mathematical model of bearingless induetion motor is proposed based on the analyses of magnetic suspension principle.As the bearingless induction motor is a strongly coupled，complex and nonlinear system，the decoupling control of electromagnet torque and radial levitation force is the base of the stable operation of the motor. Firstly,the rotor flux-orientation controller is proposed.The control system model of the above is established in MATLAB/SIMULINK and the results hows nice statistic and dymamie charaeteresties.
Finally，based on the principle of rotor flux oriented control，the digital control system is designed using DSP(TMS320F2812).The main hardware systems and the flowcharts of eaeh funetional bloek are presented.
Key words bearingless induction motor Flux-orientation decoupling control Digital control system
目录
第一章 绪论 1
1.1磁悬浮电机概述 1
1.1.1磁悬浮电机的研究背景 1
1.1.2磁悬浮电机的发展概况 2
1.1.3磁悬浮电机的工业应用 3
1. 2磁悬浮电机的研究方向 4
1.3非线性解耦控制理论的发展 5
1.4课题研究意义和本文内容安排 7
1.4.1课题研究意义 7
1.4.2本文的内容安排 7
第二章 磁悬浮异步电动机数学模型 9
2.1磁悬浮异步电动机的工作原理 9
2.2磁悬浮异步电动机悬浮力推导 11
2.2.1洛仑兹力 11
2.2.2麦克斯韦力 12
2.3磁悬浮异步电动机的数学模型 14
2.3.1旋转模型基本方程 14
2.3.2径向悬浮力数学模型 15
2.3.3运动方程模型 16
第三章 磁悬浮异步电动机的磁场定向控制策略 17
3.1磁场定向控制基本概念 17
3.2磁悬浮异步电机转矩绕组转子磁场定向控制 17
3.3磁悬浮异步电机转子磁场定向控制系统的建模 19
第四章 自抗扰控制器在磁悬浮异步电机控制系统中的应用 20
4.1自抗扰控制器的结构和数学模型 21
4.1.1跟踪微分器(TD) 22
4.1.2扩张状态观测器（ESO） 23
4.1.3非线性状态误差反馈(NLSEF) 26
4.2自抗扰控制器在磁悬浮异步电机控制系统中的应用 27
4.2.1基于ESO的转子磁链辨识模块 27
4.2.2无速度技术实现模块 31
4.2.3速度转矩ADRC控制器 32
4.3自抗扰控制器控制系统设计和仿真 32
第五章 磁悬浮异步电动机数字控制系统实现 37
5.1TMS320F2812数字控制系统 37
5.2数字控制系统的硬件构成 38
5.2.1主电路及其驱动 38
5.2.2电流检测电路 39
5.2.3位移及速度检测电路 40
5.2.4故障输出保护电路 41
5.3数字控制系统软件构成 43
5.3.1主程序构成及程序流程图 43
5.3.2中断子程序构成及程序流程图 44
第六章 总结与展望 47
6.1 本文的主要工作和创新点 47
6.2 需要进一步研究的工作 47
致谢 49
参考文献 50
2.38万字
自己原创的毕业设计，今年最新的，仅在本站独家提交，大家放心使用
摘要 磁悬浮电机是一种集旋转与自悬浮功能于一体的新型磁悬浮电机，其潜在的应用价值和复杂的运行控制己成为目前高速交流传动领域一个新的研究方向。磁悬浮异步电动机以其结构简单、可靠性高，成为研究最早、最多的磁悬浮电机类型。
磁悬浮异步电动机是一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统，本文以磁悬浮异步电动机的 非线性解耦控制为研究重点。在深入分析磁悬浮异步电动机悬浮机理的基础上，建立了电机的数学模型。针对磁悬浮异步电动机电磁转矩和径向悬浮力之间的耦合特性，研究了转矩绕组转子磁场定向矢量控制策略。应用MATLAB/simulink建立了控制系统仿真模型，仿真结果表明，该方法基本实现了磁悬浮异步电动机电磁转矩和悬浮力之间的解耦，且具有较好的调速和悬浮特性。
最后，基于TMS320LF2812DSP对磁悬浮异步电动机系统建立了全数字控制实验平台，采用转矩绕组转子磁场定向控制策略，设计了主要的硬件系统，给出了各个功能模块的流程图。
关键词 磁悬浮异步电动机 转子磁场定向控制 解耦控制 数字控制系统
Reserch of Active Disturbance Rejection Controller on Bearingless Induction Motor
Abrstract The bearingless motor which combinesdrive windings with magnetic levitation bearings is a new type of motor. The research on the bearingless motor has become a focus at present in the domain of AC drive with high speed due to its potential value and complexo peration control. With the advantage of simple strueture and high reliability，the bearingless induction motor has been studied earlier and more than other types.
The bearingless induction motor is a nonlinear system with multivariable and significant coupling.This dissertation focus on the linearization deeoupling control of bearingless induetion motor.The mathematical model of bearingless induetion motor is proposed based on the analyses of magnetic suspension principle.As the bearingless induction motor is a strongly coupled，complex and nonlinear system，the decoupling control of electromagnet torque and radial levitation force is the base of the stable operation of the motor. Firstly,the rotor flux-orientation controller is proposed.The control system model of the above is established in MATLAB/SIMULINK and the results hows nice statistic and dymamie charaeteresties.
Finally，based on the principle of rotor flux oriented control，the digital control system is designed using DSP(TMS320F2812).The main hardware systems and the flowcharts of eaeh funetional bloek are presented.
Key words bearingless induction motor Flux-orientation decoupling control Digital control system
目录
第一章 绪论 1
1.1磁悬浮电机概述 1
1.1.1磁悬浮电机的研究背景 1
1.1.2磁悬浮电机的发展概况 2
1.1.3磁悬浮电机的工业应用 3
1. 2磁悬浮电机的研究方向 4
1.3非线性解耦控制理论的发展 5
1.4课题研究意义和本文内容安排 7
1.4.1课题研究意义 7
1.4.2本文的内容安排 7
第二章 磁悬浮异步电动机数学模型 9
2.1磁悬浮异步电动机的工作原理 9
2.2磁悬浮异步电动机悬浮力推导 11
2.2.1洛仑兹力 11
2.2.2麦克斯韦力 12
2.3磁悬浮异步电动机的数学模型 14
2.3.1旋转模型基本方程 14
2.3.2径向悬浮力数学模型 15
2.3.3运动方程模型 16
第三章 磁悬浮异步电动机的磁场定向控制策略 17
3.1磁场定向控制基本概念 17
3.2磁悬浮异步电机转矩绕组转子磁场定向控制 17
3.3磁悬浮异步电机转子磁场定向控制系统的建模 19
第四章 自抗扰控制器在磁悬浮异步电机控制系统中的应用 20
4.1自抗扰控制器的结构和数学模型 21
4.1.1跟踪微分器(TD) 22
4.1.2扩张状态观测器（ESO） 23
4.1.3非线性状态误差反馈(NLSEF) 26
4.2自抗扰控制器在磁悬浮异步电机控制系统中的应用 27
4.2.1基于ESO的转子磁链辨识模块 27
4.2.2无速度技术实现模块 31
4.2.3速度转矩ADRC控制器 32
4.3自抗扰控制器控制系统设计和仿真 32
第五章 磁悬浮异步电动机数字控制系统实现 37
5.1TMS320F2812数字控制系统 37
5.2数字控制系统的硬件构成 38
5.2.1主电路及其驱动 38
5.2.2电流检测电路 39
5.2.3位移及速度检测电路 40
5.2.4故障输出保护电路 41
5.3数字控制系统软件构成 43
5.3.1主程序构成及程序流程图 43
5.3.2中断子程序构成及程序流程图 44
第六章 总结与展望 47
6.1 本文的主要工作和创新点 47
6.2 需要进一步研究的工作 47
致谢 49
参考文献 50
