欠驱动系统.ppt

——系统的规范型 仿真实验 负载的电流有2A跃变为5A a相的电流与电压 输出响应 有功功率与无功功率 ——系统的规范型 仿真实验 给定电压突降/突升 a相的电流与电压 输出响应 有功与无功 输入电流 小结 系统对于负载突变的干扰性良好，三相电流在极短的时间内回到稳态，输出电压的突变压降小于1V。稳态时，系统输入的无功功率接近为零。 2. 对于给定突变的干扰性，系统在半个周期内又回到了稳态。稳态时，系统输入的无功功率接近为零。 基于规范型的系统化设计方法能有效地对三相电压型PWM整流器这种欠驱动电力电子系统进行有效、稳定的控制！ 系统的拉格朗日模型一般形式 系统模型 状态变量 ——系统的无源特性 知识准备 系统是耗散的 输入量 输出量 若存在： 输入函数 能量方程 都有 若存在： 系统是无源的 系统： 系统的拉格朗日模型一般形式 无源性证明 系统是无源的！ ——基于无源的控制 控制算法1 期望能量增量函数 系统的EL模型 控制算法方程 加入阻尼 ——基于无源的控制 控制算法1 系统框图 系统的控制算法 Simulink 仿真图： 控制算法1 ——基于无源的控制 ——系统的规范型 仿真实验 负载的电流有2A跃变为5A 给定电压突降/突升 a相的电流与电压 负载突变输出响应 给定突变输出电压响应 小结1 电流可近似为正弦波，系统功率因数接近1，但电流谐波比较大； 2.输出的电压是不可控的，其收敛速度仅由系统固有时间常数决定，所以负载时的输出电压的恢复时间明显较长； 3.系统输出电压有一定超调。 基于无源特性的控制方法有待该进！！ ——基于无源的控制 控制算法2 该进算法后的系统框图 系统的控制算法 ——基于无源的控制 控制算法2 Simulink 仿真图 ——系统的规范型 仿真实验 负载的电流有2A跃变为5A 给定电压突降/突升 a相的电流与电压 负载突变输出响应 给定突变输出电压响应 小结2 系统a相电流与电压同相位，电流可近似为正弦波，系统功率因数接近1，但改进的无源控制器得到电流谐波成分相对于无源控制算法的电流谐波有减少。 2.比较两种算法的负载突变输出响应，由于无源算法中的输出的电压是不可控的，其收敛速度仅由系统固有时间常数决定，所以负载时的输出电压的恢复时间明显比改进的无源算法长。 3.两种算法对给定电压突变的抗扰性都比较好。相对来讲，利用改进的无源算法系统输出电压超调比较小。 基于该进无源特性的控制方法的控制效果明显改善！ 小结3 注意主电路与控制电路之间的隔离，尤其是驱动与控制信号的隔离。 2. 控制器的PCB板最好制成四层板(即除了顶层和底层外，添加了电源层和地层，模拟地和数字地放在一层) ，双面板最好在顶层和底层都铺铜，分别与系统数字地线和电源线连接。 注意铜膜的线宽与线距。 4. 所有连接DSP时钟模块的导线必须尽可能短。多用低通滤波器 、去耦电容、小电感、磁珠以增加系统的抗干扰能力。 欠驱动系统控制 欠驱动系统概述 结束语 欠驱动系统建模 给出了欠驱动系统的定义！ 简述了欠驱动系统的发展历史、应用研究、Benchmark、研究意义！ 阐述了欠驱动系统建模的一般方法以及其动力学的基本特征！ 介绍了欠驱动系统控制的系统化方案！ 细述了吊车系统（一种欠驱动机械系统）的两种非线性控制方案！ 细述了吊车系统（一种欠驱动机械系统）的两种非线性控制方案！ 归纳了欠驱动电力电子系统的一般形式！ 介绍了三相电压型PWM整流器（一种欠驱动电力电子系统）的非最小相位特性、欠驱动性和无源性！ 详述了根据整流器系统欠驱动性的系统化设计方案，以及基于无源特性的非线性控制方案！ 1、不确定性和鲁棒性； 2、输出反馈的稳定性和跟踪； 3、有界控制输入的影响； 4、微欠驱动系统； 5、强/弱势场中的欠驱动系统。 欠驱动系统未来的发展方向主要表现在以下方面: 欠驱动机械系统学习基本学术论文 1. M. W. Spong. Underactuated mechanical systems. International Workshop on Control Problems in Robotics and Automation, San Diego, CA USA. 1997: 1~15. 2. M. W. Spong. Partial Feedback Linearization of Underactuated Mechanical Systems. Proc. IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems, Munich, Germeny. 1994: 314~321. 3