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异步电机矢量控制深度学习
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2023-03-29
李伟
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矢量控制（FOC, Field Oriented Control）在转子磁场定向的前提下，将定子电流分解成励磁分量和转矩分量，再利用PI调节器实现两者的独立调节，最后利用脉冲调制（SVPWM, Space Vector Pulse Width Modulation）合成参考电压矢量。矢量控制在国际上一般被称为磁场定向控制技术， 即用电机自身磁场矢量的方向作为坐标轴的基准方向和坐标变换的方向来控制电动机电流的大小、方向的控制方法。 FOC 能取得较好的动静态性能，在中小功率场合得到了广泛的应用，但是其性能严重依赖于调节器参数的整定。由于传统的线性PI 调节器加前馈解耦的结构存在着诸多缺陷，尤其是当系统的开关频率较 低或者电机转速较高时，系统甚至不能稳定运行。为解决这一问题国内外不少学者采用包含系统控制延迟在内的精确复矢量数学模型来设计复矢量电流调节器，但是调节器参数基于连续域设计依然存在 进一步改进的空间。考虑到实际数字控制系统的离散化特性，现有文献直接在离散域设计电流内环调节器，保证了系统具有良好的稳定裕度与动态特性。在矢量控制中逆变器环节仅仅被当作一个增益系 统，这种上层控制算法与底层PWM 独立分离设计的结构使得系统的整体性能存在进一步优化的空间。这是因为不同的PWM 策略对应不同的稳态性能以及逆变器开关损耗，由于系统多个控制目标之间相 互耦合，单纯地从PWM 层面来优化系统的性能很难得到大幅度的改进。因此，如果在上层控制算法中就考虑逆变器不同开关状态组合对系统整体性能的影响，则能够在更大的可行空间内获取最优的控制 性能。
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