自抗扰控制在交流感应电机解耦调速中的应用

"交流感应电动机精确解耦模型的自抗扰控制" 交流感应电动机（AC Induction Motor, ACIM）在工业应用中广泛使用，特别是在高性能调速系统中。为了实现这种电机的高效调速并能迅速响应负载转矩的变化，研究者们采用了一种基于静止两相坐标系（通常称为α-β坐标系）的电动机数学模型进行精确反馈线性化的方法。这种方法的主要目标是将原本复杂的非线性电动机系统转化为两个完全解耦的线性二阶子系统，分别是转速控制系统和磁链控制系统。 反馈线性化技术是将非线性系统通过适当的坐标变换和反馈控制策略转化为线性系统，从而简化控制设计和提高系统的动态性能。在交流感应电动机中，这种技术的应用使得电机的转速和磁链可以独立地被精确控制。通过设计两个结构相同的自抗扰控制器（Active Disturbance Rejection Controller, ADRC），分别用于控制转速和磁链，可以有效地抑制系统内部和外部的干扰，确保系统的稳定性。 实验结果表明，使用这种自抗扰控制策略，电机的转速和磁链能在较短的时间内接近设定值。具体来说，转速约在0.7秒内达到参考值，而磁链则在0.3秒内稳定下来。即使在负载转矩发生变化的情况下，转速可能会在7 rad·s^-1的范围内波动，但磁链能够保持恒定，实现了转速与转子磁链的完全解耦。此外，当电机转速稳定后，电磁转矩能够在1秒内快速跟踪负载转矩的变化，且超调量不超过20 N·m，这证明了该控制系统的快速响应能力和良好的动态性能。 该控制系统还具有一定的鲁棒性，能够适应转子电阻和定子电阻在±10%范围内的变化。这意味着即使在实际运行中遇到参数变化，系统仍然能够保持良好的控制效果，提高了系统的实用性和可靠性。 交流感应电动机的精确解耦模型结合自抗扰控制策略，不仅实现了电机调速的高性能，还增强了系统对负载变化的跟踪能力，并具备一定的抗干扰和参数变化的能力。这一方法对于优化交流感应电动机的控制性能，提升工业生产过程的效率和稳定性具有重要意义。