哈密顿控制提升永磁同步电机能效：非线性模型下的优化设计

哈密顿控制在永磁同步电机（PMSM）的控制策略中起着关键作用，尤其是在处理其非线性数学模型时。内埋式PMSM因其结构复杂，通常需要高级控制技术来确保高效、稳定和优化的性能。本文由徐建英、谷伟志和吴婷三位作者提出了一种针对内嵌式PMSM的创新控制方法，他们基于非线性系统正交分解的端口受控哈密顿模型（Port-Controlled Hamiltonian, PCH）理论。 PCH模型通过能量成型与无源性控制策略，将原本的速度控制问题转换为一阶带有阻尼系数的微分方程求解，这简化了系统的动态分析并提高了控制精度。通过这种方法，作者成功设计了一个控制器，证明了所构建的系统稳定性，即在控制过程中系统能够保持稳定的工作状态。 他们还着重讨论了如何有效地处理逆变器电压约束和最大转矩/电流比这两个重要因素，以实现优化控制。通过这种方式，他们为哈密顿控制器设定了一个理想的平衡点，确保在满足电机性能限制的同时，提供最佳的电机运行效率。 文章的关键点在于利用PCH模型的特性，结合IDA-PBC（交互分配动态调整被动控制）方法，实现了对电机速度的有效控制，同时兼顾了逆变器的动态限制和最大化电机性能。通过仿真结果，证实了这种控制策略的优越性能，表现为良好的控制精度和响应速度，使得内嵌式PMSM能够在各种负载条件下保持稳定且高效的运行。 总结来说，这篇论文为永磁同步电机的哈密顿控制提供了一种新颖且有效的解决方案，对于提升电机能效、降低能耗以及提高系统的动态响应能力具有重要意义。在未来的研究和工程应用中，这种理论和技术有望推动电力驱动领域的进一步发展。