異步電機矢量控制深度學(xué)習(xí)

矢量控制（FOC, Field Oriented Control）在轉(zhuǎn)子磁場定向的前提下，將定子電流分解成勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，再利用PI調(diào)節(jié)器實現(xiàn)兩者的獨立調(diào)節(jié)，最后利用脈沖調(diào)制（SVPWM, Space Vector Pulse Width Modulation）合成參考電壓矢量。矢量控制在國際上一般被稱為磁場定向控制技術(shù)， 即用電機自身磁場矢量的方向作為坐標(biāo)軸的基準(zhǔn)方向和坐標(biāo)變換的方向來控制電動機電流的大小、方向的控制方法。 FOC 能取得較好的動靜態(tài)性能，在中小功率場合得到了廣泛的應(yīng)用，但是其性能嚴(yán)重依賴于調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定。由于傳統(tǒng)的線性PI 調(diào)節(jié)器加前饋解耦的結(jié)構(gòu)存在著諸多缺陷，尤其是當(dāng)系統(tǒng)的開關(guān)頻率較 低或者電機轉(zhuǎn)速較高時，系統(tǒng)甚至不能穩(wěn)定運行。為解決這一問題國內(nèi)外不少學(xué)者采用包含系統(tǒng)控制延遲在內(nèi)的精確復(fù)矢量數(shù)學(xué)模型來設(shè)計復(fù)矢量電流調(diào)節(jié)器，但是調(diào)節(jié)器參數(shù)基于連續(xù)域設(shè)計依然存在 進(jìn)一步改進(jìn)的空間?？紤]到實際數(shù)字控制系統(tǒng)的離散化特性，現(xiàn)有文獻(xiàn)直接在離散域設(shè)計電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器，保證了系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定裕度與動態(tài)特性。在矢量控制中逆變器環(huán)節(jié)僅僅被當(dāng)作一個增益系 統(tǒng)，這種上層控制算法與底層PWM 獨立分離設(shè)計的結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)的整體性能存在進(jìn)一步優(yōu)化的空間。這是因為不同的PWM 策略對應(yīng)不同的穩(wěn)態(tài)性能以及逆變器開關(guān)損耗，由于系統(tǒng)多個控制目標(biāo)之間相 互耦合，單純地從PWM 層面來優(yōu)化系統(tǒng)的性能很難得到大幅度的改進(jìn)。因此，如果在上層控制算法中就考慮逆變器不同開關(guān)狀態(tài)組合對系統(tǒng)整體性能的影響，則能夠在更大的可行空間內(nèi)獲取最優(yōu)的控制 性能。