感应电机模型预测控制PDF电子书下载

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第1部分 绪论和基础知识 1

第1章 概述 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 高性能感应电机控制策略简述 2

1.2.1 矢量控制 2

1.2.2 直接转矩控制 2

1.2.3 模型预测控制 3

1.2.4 无速度传感器控制 5

1.3 本书主要内容 6

第2章 三相感应电机数学模型 9

2.1 三相静止坐标系下的数学模型 9

2.2 三相系统的空间矢量描述 10

2.3 两相坐标系下感应电机的数学模型 13

2.4 电机参数及常用公式 14

2.5 本章小结 16

第3章 高性能电机控制中的基本问题 17

3.1 逆变器非线性特性辨识与补偿 17

3.2 电机参数辨识 19

3.3 磁链观测器 23

3.3.1 传统磁链观测方法 23

3.3.2 全阶观测器 24

3.3.3 转速自适应律 25

3.3.4 观测器的离散化 26

3.3.5 增益矩阵设计 28

3.4 本章小结 32

第2部分 传统控制策略 34

第4章 磁场定向矢量控制 34

4.1 基本原理 34

4.2 电流调节器设计 35

4.2.1 线性PI调节器设计 36

4.2.2 复矢量调节器设计 38

4.2.3 离散域调节器设计 40

4.3 外环调节器设计 42

4.3.1 磁链环设计 42

4.3.2 转速环设计 43

4.4 仿真和实验结果 44

4.4.1 仿真结果 44

4.4.2 实验结果 46

4.5 本章小结 49

第5章 直接转矩控制 50

5.1 直接转矩控制概述 50

5.2 单矢量直接转矩控制 50

5.2.1 基本原理 51

5.2.2 仿真结果 52

5.2.3 实验结果 53

5.3 双矢量直接转矩控制 54

5.3.1 基本原理 54

5.3.2 仿真结果 56

5.3.3 实验结果 57

5.4 考虑转速影响的双矢量直接转矩控制 58

5.4.1 转速变化对转矩斜率的影响 58

5.4.2 新型占空比计算方法 59

5.4.3 仿真和实验结果 61

5.5 本章小结 64

第3部分 模型预测控制 65

第6章 传统模型预测控制 65

6.1 模型预测控制概述 65

6.2 模型预测转矩控制 66

6.2.1 基本原理 66

6.2.2 计算简化 67

6.2.3 控制延迟补偿 68

6.2.4 起动电流抑制 68

6.2.5 仿真和实验结果 69

6.3 本章小结 71

第7章 无权重系数模型预测控制 72

7.1 模型预测磁链控制 72

7.1.1 基本原理 72

7.1.2 仿真和实验结果 74

7.1.3 磁链控制与转矩控制的实验对比 76

7.2 级联式模型预测控制 78

7.2.1 级联模型预测控制 78

7.2.2 广义级联模型预测控制 79

7.2.3 仿真对比 80

7.2.4 实验对比 82

7.3 本章小结 87

第8章 鲁棒模型预测控制 88

8.1 鲁棒模型预测控制策略概述 88

8.2 基于超局部模型的无模型预测电流控制 89

8.3 基于扩张状态观测器的无模型预测电流控制 90

8.4 实验对比 92

8.4.1 动态性能 92

8.4.2 稳态性能 93

8.4.3 参数鲁棒性 94

8.5 本章小结 100

第9章 双矢量模型预测控制 101

9.1 双矢量模型预测控制介绍 101

9.1.1 传统双矢量预测转矩控制 101

9.1.2 改进双矢量预测转矩控制 102

9.1.3 广义双矢量预测转矩控制 102

9.1.4 广义双矢量预测磁链控制 104

9.1.5 开关点优化预测磁链控制 105

9.2 仿真和实验结果 106

9.2.1 仿真结果 106

9.2.2 实验结果 112

9.3 性能比较和量化分析 117

9.3.1 双矢量MPC之间的对比 117

9.3.2 双矢量MPC与传统方法的对比 118

9.4 本章小结 122

第10章 三矢量模型预测控制 123

10.1 三矢量模型预测控制概述 123

10.2 开关点优化模型预测磁链控制 123

10.2.1 整体框图 123

10.2.2 矢量选择 124

10.2.3 矢量占空比优化 124

10.2.4 仿真结果 125

10.2.5 实验结果 126

10.3 基于SVM的模型预测磁链控制 127

10.3.1 整体框图 127

10.3.2 电压参考值计算 127

10.3.3 基于固定矢量合成的SVM 128

10.3.4 仿真结果 130

10.3.5 实验结果 131

10.4 统一多矢量模型预测控制 132

10.4.1 控制框图 132

10.4.2 定子磁链无差拍控制 132

10.4.3 单矢量MPC 133

10.4.4 双矢量MPC 134

10.4.5 广义双矢量MPC 135

10.4.6 仿真结果 136

10.4.7 实验结果 138

10.5 本章小结 143

第11章 无速度传感器运行及弱磁控制 144

11.1 无速度传感器控制 144

11.1.1 基本原理 145

11.1.2 仿真结果 149

11.1.3 实验结果 150

11.2 弱磁区模型预测控制 152

11.2.1 弱磁控制概述 152

11.2.2 恒功率区弱磁控制 152

11.2.3 恒电压区弱磁控制 156

11.3 本章小结 159

第12章 三电平模型预测控制 160

12.1 三电平逆变器原理 160

12.1.1 数学模型 160

12.1.2 中点电位波动原因 162

12.1.3 调制策略 164

12.2 三电平模型预测转矩控制 171

12.2.1 状态预测 172

12.2.2 目标函数 172

12.2.3 仿真结果 173

12.3 三电平模型预测磁链控制 175

12.3.1 基本原理 175

12.3.2 优化矢量表 176

12.3.3 权重系数调试 178

12.3.4 实验验证 178

12.3.5 无速度传感器运行 183

12.4 基于SVM的模型预测控制 187

12.4.1 模型预测磁链控制 187

12.4.2 模型预测电压控制 191

12.4.3 实验结果对比分析 195

12.5 本章小结 199

第13章 感应电机调速系统设计过程 200

13.1 硬件设计 200

13.2 软件设计 201

13.2.1 仿真框架 202

13.2.2 实验框架 203

13.2.3 代码自动生成及程序执行时间 204

13.3 本章小结 205

第14章 展望 206

参考文献 207

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