他励直流电机弱磁调速MIMO非线性控制器设计

"具有弱磁调速的他励直流电机非线性多输入多输出控制器的设计" 本文主要探讨了他励直流电机在弱磁调速模式下的非线性多输入多输出（MIMO）控制器设计。弱磁调速是一种通过降低电机的磁场强度来提高电机转速的方法，广泛应用于需要大范围调速的工业应用中，如冷连轧机等。传统的控制系统通常会分别设计励磁电流、速度和电枢电流的独立调节器，但这种方法可能无法充分应对复杂的动态变化和负载扰动。 该论文提出了一种创新的控制器设计，将励磁电流调节器、速度调节器和电流调节器集成在一起，将励磁电流、电机速度和电枢电流作为状态变量，构建了一个MIMO系统。这种设计方法考虑了电机运行中的非线性特性，增强了系统的控制性能。 在控制器设计中，研究者采用了负载转矩自适应估计技术，能够实时估计负载的变化，从而提高控制器的自适应性。同时，利用状态反馈线性化技术将非线性系统转化为线性系统，简化了控制算法的设计。此外，通过极点配置方法，可以主动调整系统的动态响应，确保系统的稳定性和快速性。 仿真结果显示，对于特定的他励直流电机（例如用于冷连轧机的电机），所设计的非线性MIMO励磁及速度控制器能有效应对负载转矩的扰动，展现出良好的自适应性和鲁棒性。这意味着即使在负载条件变化的情况下，电机也能保持稳定的工作状态和精确的控制效果。 这项工作为他励直流电机的弱磁调速提供了新的控制策略，提高了系统的控制精度和稳定性，对于提升工业设备的运行效率和可靠性具有重要意义。这一设计方法不仅适用于冷连轧机，还可以推广到其他需要大范围调速和高动态性能的他励直流电机应用中。