端口受控哈密顿系统在永磁同步电机无源控制中的应用

"这篇论文是2009年9月发表在《控制工程》杂志上的，作者是潘洪俊、强文义和刘宇，来自哈尔滨工业大学航天学院。文章主要探讨了如何利用端口受控哈密顿系统(Port-Controlled Hamiltonian System, PCH)原理来对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)进行无源控制，以实现简单而有效的电机控制策略。" 正文: 永磁同步电机(PMSM)因其高效、高功率密度等优点，在工业领域得到了广泛应用。传统的控制方法往往需要复杂的线性化处理，而PCH系统提供了一种新的非线性控制框架。在这篇文章中，作者首先介绍了PCH系统的静态反馈镇定理论，这是一种用于稳定系统的控制策略，可以确保系统的稳定性并确定其吸引域。 接着，作者详细推导了PMSM的数学模型，并将其转换成PCH形式。这种转换使得PMSM的动态特性可以通过端口结构和内部无源性得到更好的理解和利用。无源性是指系统在没有外部能量输入时能保持稳定状态的能力，它在PMSM控制中扮演了关键角色。 在PCH形式下，设计了一个针对PMSM的控制器，这个控制器的设计考虑了期望的工作点（平衡点）和阻耗因素。控制器的设计特点是物理意义明确，参数调节简便，且避免了积分饱和问题，这对于实际工程应用非常重要，因为积分饱和可能导致控制性能下降。 通过仿真，作者验证了理论分析的正确性和所设计控制律的有效性。仿真结果表明，采用PCH形式的无源控制能够有效地控制PMSM，保证电机运行的稳定性和效率，同时也验证了这种方法的可行性。 关键词: 永磁同步电机，哈密顿系统，无源控制。这些关键词强调了论文的核心内容，即PMSM的控制策略基于哈密顿系统理论，且控制方法注重系统的无源特性。 这篇论文为PMSM的控制提供了一种新颖的非线性方法，该方法不依赖于复杂的线性化过程，而是利用了PCH系统和无源性的概念，这为PMSM的控制提供了更高效、更易于实现的方案。