论文基于Kx函数观测器的交流电机控制系统解决方案.doc

毕业论文 基于Kx函数观测器的交流电机控制系统研究 学生姓名： 尹卓 学号： 1205054141 学 院： 计算机与控制工程学院 专 业： 自动化 指导教师： 姚舜才 2016年 6月 基于Kx函数观测器的交流电机控制系统研究 摘 要 现代控制理论起源于上世纪50年代的登月计划，是建立在状态空间法上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。现代控制理论借助状态空间模型来分析系统，观察系统状态。 本文从异步电动机在坐标系下的状态方程出发，在一定条件下，对其状态方程进行小范围线性化，推导出异步电机线性化模型，并基于该模型得出异步电机线性化以后磁链观测系统。在给出磁链观测模型以后，实现了Kx函数观测器算法，然后对两种观测器的算法的输出进行了分析与比较。最后以给定的电机参数为例，对该模型的有效性，误差曲线用MATLAB中的Simulink进行仿真分析，验证的结果说明上述模型具有一定价值。 关键词：交流异步电动机，函数观测器，状态观测器，现代控制理论 Study of Asynchronous Motor Control System by Kx observer Abstract Modern control theory stems from the Lunar Probe Project in 1950s, it is a kind of control theory which builds on the state space model, and it is a crucial part of control theory. The paper begin with the state equation of induction motor in the dq coordinates system. Under Certain condition, we simplify its coefficient matrix to obtain the liner model of induction motor, and reach the linearization control system of asynchronous motor based on this motor. Based on this model, we obtain the observer system of the flux linkage. After we get the observer system, we realize the Kx function observer algorithm, then we do the compare and analysis between two observers’ output. We simulate and analyze this model using an actual motor in response of Matlab language, the result of simulation explains the above model has practical value. Key words: asynchronous motor, Kx observer, state observer,modern control theory 目 录 1 绪论…………………………………………………………………………………… 1 2 异步电机的建模……………………………………………………………………… 2 2.1 异步电动机在静止坐标系上的数学模型 …………………………………………2 2.2 坐标变换及变换矩阵……………………………………………………………… 4 2.3 异步电动机在静止两相坐标系中的动态数学模型……………………………… 5 2.4 异步电动机在旋转正交坐标系上的动态数学模型……………………………… 5 2.5 以为状态变量的数学模型模型…………………………………………………… 5 2.6 电机方程小范围线性化…………………………………………………………… 6 3 状态观测器理论 ……………………………………………………………………8 3.1 状态观测器的定义及存在条件………………………………………………… 8 3.2 全维状态观测器设计……………………………………………………………… 8 3.3 Kx函数观测器设计