AC-DC-AC异步电机系统积分反步与滑模控制：性能优化与仿真

本文主要探讨了一种基于AC-DC-AC变换器的异步电机系统控制策略，目标是实现四象限运行、双向能量流动以及网侧保持单位功率因数，同时确保直流母线电压的可控性。研究者采用了积分反步控制和滑模控制技术来解决这些问题。 积分反步控制在系统设计中起到了关键作用，它通过有效地管理电机的逆变器和控制器之间的相互作用，确保了电机在不同工作区域（包括四象限）内的稳定运行。在面对负载转矩大幅度变化时，这种控制方法能够快速响应，减小直流母线电压的波动，通过网侧子系统的电容电流控制机制，使得电压迅速恢复到预设的恒定值，从而维持系统的动态稳定性。 针对启动过程中可能出现的电压超调问题，作者提出了一种电压软给定方法，这种方法旨在通过平滑的电压调整策略，有效抑制了起动时的大规模电压波动，提高了系统的瞬态响应质量。 然而，由于实际应用中负载转矩通常是未知的，滑模控制技术被引入作为解决方案。滑模控制以其自适应性和鲁棒性，能够在系统参数不确定性的情况下，通过滑模观测器实时估计和补偿负载转矩，从而保证了系统的跟踪精度和抗扰动能力。 通过仿真结果验证，基于积分反步和滑模控制的异步电机系统表现出良好的性能，包括快速的动态响应、精确的电压控制以及对负载变化的良好适应性。这些特性对于许多工业应用，如电动车辆、风力发电和电动汽车充电等领域都具有重要的实践价值。 本文提供了一种有效的控制策略，将积分反步和滑模控制相结合，优化了AC-DC-AC异步电机系统的性能，为实际电力转换和电机控制系统的高效设计提供了理论支持。