基于PBC的交流电机无源控制器设计：稳定性与仿真验证

本文主要探讨了基于Passive Backstepping Control (PBC) 的交流电动机控制器的设计与仿真，针对航空液压泵在实际应用中需要精确、稳定的速度控制这一关键需求。交流电动机由于自身的非线性特性，如时变性和强耦合，对控制器设计提出了挑战。为了确保在变频调速下驱动的航空液压泵在不同工况下具有良好的鲁棒性和稳定性，研究者采用了无源性控制策略，这是一种主要依赖于能量成形原理的控制方法。 无源性控制器设计的核心思想在于通过设计合适的控制器，使系统的动态行为转化为无源环节，从而简化系统的稳定性分析，并提高其对参数变化和外部干扰的抵抗能力。这种方法强调的是通过系统内部能量流动的优化来实现控制，而不是依赖于复杂的反馈机制，因此具有结构简单、易于实现和鲁棒性好的优点。 在仿真过程中，研究者展示了无源性控制器如何有效地调节和跟踪电动机的速度，结果显示，这种控制器能够快速响应和保持稳定的转速控制，满足了高性能航空液压泵试验中的性能需求。同时，由于无源性控制对电机参数的敏感度较低，使得该控制器在面对电机参数变化和负载扰动时依然能保持良好的性能。 值得注意的是，本文还提到了磁场定向控制策略（矢量控制）在交流电动机控制中的应用，尽管它通常需要精确的转子磁通观测，但无源性控制策略可能提供了一种更稳健的解决方案，减少了对外部传感器的依赖。 作者孟文俊教授，以其在机电系统控制和物流设备及其系统自动化的深厚研究背景，对这一领域的贡献具有重要意义。他强调了在设计高性能交流电动机控制器时，不仅要考虑理论上的控制方法，还要确保其实现的可行性以及在实际应用中的优异性能。 本文为解决航空液压泵测试中的电机控制问题提供了创新的思路和技术手段，对于提升交流电动机驱动系统的稳定性和鲁棒性具有重要的理论价值和实践指导意义。