微分几何与最优控制在永磁同步电机转速控制中的应用

"基于最优控制的永磁同步电机转速控制" 本文主要探讨了在自动化技术领域，特别是永磁同步电机（PMSM）控制中的一个关键问题——如何通过最优控制策略来提高电机转速控制的精度和稳定性。永磁同步电机因其高效、高功率密度等优点，在工业应用中得到了广泛使用，但其非线性特性及各变量间的耦合性给控制带来了挑战。 文章首先介绍了永磁同步电机的数学模型，并以此为基础分析电机转速控制的理论。针对电机系统的非线性特性，作者提出了使用微分几何方法来进行精确线性化控制。这种方法旨在通过状态反馈控制策略，将原本复杂的非线性系统转换为线性系统，从而简化控制设计并提升控制性能。 接着，文章深入讨论了最优控制器的设计，采用了二次型性能指标（Quadratic Performance Index）的方法。这种方法的目标是通过优化控制输入，使得系统的动态性能达到最优，同时增强系统的抗干扰能力。通过求解特定的优化问题，可以得出系统最优的控制率，即能最小化性能指标的控制输入值。 在理论分析的基础上，文章进行了仿真验证。仿真结果证明，所提出的最优控制策略能够显著改善系统的动态响应，有效地提高了永磁同步电机转速控制的精度和稳定性，同时也增强了系统对扰动的抑制能力。 关键词：永磁同步电机，放射非线性系统，非线性控制，精确线性化，最优控制 总结来说，这篇研究论文详细阐述了基于最优控制的永磁同步电机转速控制策略，通过微分几何的精确线性化和二次型性能指标的最优控制器设计，解决了电机控制中的非线性难题，提升了系统的控制性能。这种方法对于自动化技术领域，特别是电机控制领域的实践应用具有重要的参考价值。