無刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的無源性控制

韓力， 潘紅廣， 劉航航， 羅杰， 王華

（重慶大學(xué)輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400044）

0 引言

無刷雙饋電機(jī)（brushless doubly-fed machine，BDFM）作為一種新型的交流調(diào)速電機(jī)，去掉了電刷和滑環(huán)，具有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、變頻器容量小、功率因數(shù)和轉(zhuǎn)速可調(diào)、系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，在電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制以及發(fā)電機(jī)變速恒頻控制領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景［1］。然而，BDFM系統(tǒng)又體現(xiàn)出多變量、非線性、強(qiáng)耦合等特點(diǎn)，高性能的控制策略是促進(jìn)BDFM推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。目前交流電機(jī)常用的高性能控制方法主要有兩種，即矢量控制（vector control，VC）和直接轉(zhuǎn)矩控制（direct torque control，DTC）。矢量控制可以實(shí)現(xiàn)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制，動(dòng)態(tài)性能好，不足之處是控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計(jì)算量大，控制效果易受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響。1971年Blaschke等人首先提出了感應(yīng)電機(jī)的矢量變換控制方法［2］，從理論上解決了感應(yīng)電機(jī)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制。1994年Zhou等人采用轉(zhuǎn)子磁場定向的原理，將矢量控制應(yīng)用到 BDFM中［3］，通過控制功率繞組和控制繞組之間的同步角實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制，仿真結(jié)果表明該方法具有良好的動(dòng)態(tài)性能，但卻增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和計(jì)算量。之后又先后提出了簡化的矢量控制方法［4－5］和定子磁場定向的矢量控制方法［6］。直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制之后發(fā)展起來的另一種高性能交流電機(jī)控制方法，該方法具有魯棒性好、控制結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，不足之處是轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大。直接轉(zhuǎn)矩控制理論是1977年由Ptunkett等人首先提出的，1986年Tankahashi等人在感應(yīng)電機(jī)的控制中獲得了成功應(yīng)用［7］。1996年Brassfield等人將直接轉(zhuǎn)矩控制應(yīng)用到BDFM的控制中［8］，2007年Sarasola等人提出了轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制的直接轉(zhuǎn)矩控制方法［9－10］，仿真結(jié)果表明于該方法可以有效減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，但低速時(shí)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速仍然存在較大波動(dòng)。

無源性控制（passivity-based control，PBC）是一種全新的非線性控制方法，它最早應(yīng)用于機(jī)器人控制。無源性控制方法具有優(yōu)越的控制性能，它從能量的角度出發(fā)，通過配置系統(tǒng)能量耗散特性方程中的無功分量，迫使系統(tǒng)總能量跟蹤期望的能量函數(shù)，并使系統(tǒng)的狀態(tài)變量漸進(jìn)收斂至設(shè)定值。這是一種注重系統(tǒng)物理特征自然屬性的方法，可有效簡化控制器的設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的魯棒性，且控制器的設(shè)計(jì)是全局定義且全局穩(wěn)定的［11］。文獻(xiàn)［12］采用感應(yīng)電機(jī)的三階模型，分析了磁鏈子系統(tǒng)的無源性并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器，仿真結(jié)果表明該方案能保證轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子磁鏈及轉(zhuǎn)速的漸進(jìn)跟蹤;文獻(xiàn)［13］在考慮磁飽和的情況下，對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通追蹤問題進(jìn)行了研究;文獻(xiàn)［14］研究了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的無源性控制問題;文獻(xiàn)［15］研究了永磁同步電機(jī)的無傳感器無源性控制方法，獲得了很好的效果。

本文以籠型轉(zhuǎn)子BDFM為研究對(duì)象，針對(duì)其多變量、非線性、強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，為了簡化控制結(jié)構(gòu)并進(jìn)一步提高控制性能，從三相靜止坐標(biāo)系下的電壓方程出發(fā)，經(jīng)過分析推導(dǎo)建立了dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電壓、磁鏈和轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而建立了與控制繞組子系統(tǒng)電壓方程相對(duì)應(yīng)的歐拉－拉格朗日（Euler-Lagrange，方程，并對(duì)其無源特性進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)無源性控制的基本理論，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速控制器，并在設(shè)計(jì)中通過增加狀態(tài)變量的阻尼項(xiàng)以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。最后，對(duì)兩臺(tái)樣機(jī)進(jìn)行仿真分析并與矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證本文所提控制策略的正確性和有效性。

1 BDFM的數(shù)學(xué)模型

1.1 三相靜止坐標(biāo)系模型和dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系模型

BDFM的定子上嵌放有2套彼此獨(dú)立的三相對(duì)稱繞組，其中1套是極對(duì)數(shù)為pp的功率繞組，它直接與電網(wǎng)聯(lián)接，其頻率fp恒定;另1套是極對(duì)數(shù)為pc的控制繞組，由變頻電源供電，其頻率 fc可調(diào)。定子功率繞組和控制繞組在理論上沒有直接的電磁耦合，而是通過轉(zhuǎn)子繞組的磁場調(diào)制作用來實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。在ABC三相靜止坐標(biāo)系下，BDFM的電壓方程可表示為

式中:up、ip、Zp分別為定子功率繞組的電壓、電流和阻抗矩陣;uc、ic、Zc分別為定子控制繞組的電壓、電流和阻抗矩陣;ur、ir、Zr分別為轉(zhuǎn)子繞組的電壓、電流和阻抗矩陣;Zpr、Zcr分別為定子功率繞組、控制繞組與轉(zhuǎn)子繞組間的互阻抗矩陣。

為了便于將ABC三相靜止坐標(biāo)系下的電壓方程變換到轉(zhuǎn)子速dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，現(xiàn)將BDFM分為功率繞組子系統(tǒng)和控制繞組子系統(tǒng)。在BDFM的磁場轉(zhuǎn)換處于理想情況下時(shí)，可假設(shè)轉(zhuǎn)子電壓、電流、電阻和電感分別滿足以下關(guān)系［16］，即

式中:uqr、udr、iqr、idr、Rr、Lr分別為轉(zhuǎn)子電壓、電流的q軸和d軸分量以及轉(zhuǎn)子的電阻和電感;uqrp、udrp、iqrp、idrp、Rrp、Lrp分別為功率繞組子系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子電壓、電流的q軸和d軸分量以及轉(zhuǎn)子的電阻和電感分量;uqrc、udrc、iqrc、idrc、Rrc、Lrc分別為控制繞組子系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子電壓、電流的q軸和d軸分量以及轉(zhuǎn)子的電阻和電感分量。

由式（1）和式（2），根據(jù)坐標(biāo)變換理論，經(jīng)過一系列的分析推導(dǎo)，可得到轉(zhuǎn)子速dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下功率繞組和控制繞組子系統(tǒng)的電壓方程和磁鏈方程為

式中:uqp、udp、iqp、idp、ψqp、ψdp分別為功率繞組電壓、電流和磁鏈的 q 軸和 d 軸分量;uqc、udc、iqc、idc、ψqc、ψdc分別為控制繞組電壓、電流和磁鏈的q軸和d軸分量;ψqrp、ψdrp、ψqrc、ψdrc分別為功率繞組和控制繞組子系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子磁鏈的q軸和d軸分量;Rp、Lp、Mpr分別為功率繞組的電阻、自感以及與轉(zhuǎn)子繞組之間的互感;Rc、Lc、Mcr分別為控制繞組的電阻、自感以及與轉(zhuǎn)子繞組之間的互感;ωr為轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度;p為微分算子。

BDFM的電磁轉(zhuǎn)矩為

式中:Tep和Tec分別為功率繞組子系統(tǒng)和控制繞組子系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩。

BDFM的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程為

式中:J、Kd、TL分別為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、阻尼系數(shù)和負(fù)載轉(zhuǎn)矩。

由于式（3）～式（7）處于轉(zhuǎn)子速dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，控制繞組、功率繞組中的各變量如電壓、電流、磁鏈等相對(duì)于轉(zhuǎn)子仍然是交流量。為了便于控制，把它們變換到各自的同步速dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，便可獲得便于處理的直流特性。圖1給出了功率繞組同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系、控制繞組同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與轉(zhuǎn)子速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系，圖中d、q、ω分別代表d軸、q軸和角速度;上標(biāo)p、c、r分別代表功率繞組同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系、控制繞組同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系和轉(zhuǎn)子速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，下標(biāo)p、c、r分別代表功率繞組、控制繞組和轉(zhuǎn)子的變量;θp、θc分別為轉(zhuǎn)子速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系和同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的夾角，即=－ pt

式中:ωp、ωc分別為功率繞組和控制繞組的角頻率;ωsp、ωsc分別為功率繞組和控制繞組的轉(zhuǎn)差角速度。

圖1 BDFM的dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系Fig．1 Dq-axis rotating reference frames of BDFM

轉(zhuǎn)子速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系和功率繞組同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系以及控制繞組同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系分別為

式中f可表示電壓、電流、磁鏈等變量。

通過上述變換，功率繞組子系統(tǒng)和控制繞組子系統(tǒng)在其各自的同步速dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓方程可分別化為

功率繞組子系統(tǒng)和控制繞組子系統(tǒng)的磁鏈方程在各自的同步速dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的表達(dá)式變?yōu)?/p>

功率繞組子系統(tǒng)和控制繞組子系統(tǒng)的電磁轉(zhuǎn)矩分量在各自的同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的表達(dá)式變?yōu)?/p>

1.2 歐拉－拉格朗日方程

無源性控制方法和其它方法相比，在形式上具有顯著的不同，它采用歐拉－拉格朗日方程來描述控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。考慮到功率繞組直接和電網(wǎng)相聯(lián)接，其電壓幅值和頻率恒定，對(duì)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等目標(biāo)的控制是通過調(diào)節(jié)控制繞組的電壓幅值和頻率來實(shí)現(xiàn)的。因此，將控制繞組子系統(tǒng)作為分析對(duì)象，將式（13）整理成歐拉－拉格朗日方程的形式，可得到電流的狀態(tài)方程為

式中:u和i分別為控制繞組子系統(tǒng)的輸入電壓列矢量和輸出電流列矢量;M和R分別為控制繞組子系統(tǒng)的電感矩陣和電阻矩陣;W為與控制繞組子系統(tǒng)有關(guān)轉(zhuǎn)速和磁鏈乘積的項(xiàng);I2為單位矩陣;J2和B分別為反對(duì)稱矩陣。

1.3 系統(tǒng)的無源性分析

定義BDFM控制繞組子系統(tǒng)電氣部分的能量存儲(chǔ)函數(shù)為

將式（18）對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，得

將式（17）代入式（19）中，得

由于B為反對(duì)稱矩陣，故有iTBi=0，則Bi項(xiàng)對(duì)系統(tǒng)的能量平衡不起作用，也不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，故稱該項(xiàng)為“無功力”，在進(jìn)行狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)時(shí)無需被抵消，因此簡化了系統(tǒng)控制規(guī)律的設(shè)計(jì)。

對(duì)式（20）兩端積分，得

式（21）為能量平衡方程，等號(hào)左邊是控制繞組電氣子系統(tǒng)磁場儲(chǔ)能的增量，等號(hào)右邊第一項(xiàng)為變頻器供給控制繞組電氣子系統(tǒng)的電能、第二項(xiàng)為控制繞組電氣子系統(tǒng)消耗的電阻損耗、第三項(xiàng)為控制繞組電氣子系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部分。式（21）表明，控制繞組電氣子系統(tǒng)磁場儲(chǔ)能的增量總是小于控制繞組電源的供電能量，系統(tǒng)是嚴(yán)格無源的。

圖2給出了功率繞組電氣子系統(tǒng)、控制繞組電氣子系統(tǒng)和機(jī)械子系統(tǒng)三部分的相互連接關(guān)系，虛線框內(nèi)的控制繞組電氣子系統(tǒng)和機(jī)械子系統(tǒng)構(gòu)成了反饋互聯(lián)結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)可控的部分。設(shè)計(jì)PBC方法可把控制繞組電氣子系統(tǒng)的能量存儲(chǔ)函數(shù)作為總的能量函數(shù)，而把機(jī)械子系統(tǒng)看作是電氣子系統(tǒng)的無源干擾［11］。

圖2 BDFM的反饋互聯(lián)結(jié)構(gòu)Fig．2 Feedback interconnection of BDFM

2 無源控制器的設(shè)計(jì)

2.1 轉(zhuǎn)矩控制器的設(shè)計(jì)

定義控制繞組子系統(tǒng)的電流期望值為

同理，以下凡是變量上標(biāo)帶*號(hào)的都定義為期望值，凡是變量上標(biāo)帶～號(hào)的都定義為誤差值。

選取控制繞組子系統(tǒng)的誤差能量函數(shù)為

則控制繞組子系統(tǒng)的誤差電流為

通過期望的電流矢量i*來獲得期望的電磁轉(zhuǎn)矩，將式（23）代入式（17），可得電流的誤差方程為

由于B為反對(duì)稱矩陣，所以上式右邊第一項(xiàng)等于零，于是有

通過設(shè)定，使擾動(dòng)量η=0，考慮到R為正定矩陣，由式（28）可知，＜0。根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性定理可知［17］，誤差電流必將收斂于0。再由電流和電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系式（16）可知，電磁轉(zhuǎn)矩最終也將收斂于期望值。

借用磁場定向的方法來確定功率繞組電流的期望值。將功率繞組的磁鏈與其對(duì)應(yīng)的同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d軸重合，則由式（14）可得

由于功率繞組直接與工頻電網(wǎng)連接，其電抗壓降遠(yuǎn)大于電阻壓降，因此在計(jì)算功率繞組磁鏈時(shí)，可忽略其電阻壓降，得到以下關(guān)系，即

轉(zhuǎn)子電流在各自的同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，仍具有式（2）的關(guān)系。由式（2）和式（29）可得到功率繞組電流的期望值為

為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁場和電磁轉(zhuǎn)矩的漸進(jìn)跟蹤，制定如下控制目標(biāo):

1）電磁轉(zhuǎn)矩漸進(jìn)跟蹤

考慮到式（13）中的所有電流均變換成了直流量，由式（13）中的第3行，可得到控制繞組的轉(zhuǎn)差角速度為

由式（13）中的第1行、第2行及式（37），令擾動(dòng)量η=0，則最后可得到PBC系統(tǒng)的控制規(guī)律為

式中:k1、k2是為了提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能而增加的阻尼系數(shù)。

2.2 轉(zhuǎn)速控制器的設(shè)計(jì)

通過電流環(huán)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電流的跟蹤控制。在電流環(huán)之外設(shè)計(jì)速度環(huán)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的跟蹤控制?；跓o源性的BDFM轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)可漸進(jìn)跟蹤時(shí)變的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，因此轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)就變得很簡單，只需建立轉(zhuǎn)速誤差反饋，采用PI調(diào)節(jié)器，就可得到控制規(guī)律為

式中kp、ki分別為比例和積分增益。

根據(jù)以上分析，可得到整個(gè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 BDFM的無源性控制結(jié)構(gòu)Fig．3 PBC structure of BDFM

3 仿真結(jié)果及分析

為了驗(yàn)證上述控制方法的正確性和有效性，本文選取兩臺(tái)BDFM樣機(jī)，在Matlab/SIMULINK平臺(tái)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并分別與矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制的效果進(jìn)行對(duì)比分析。

3.1 矢量控制與無源性控制的對(duì)比

文獻(xiàn)［5］采用矢量控制方法對(duì)BDFM進(jìn)行控制，樣機(jī)參數(shù)為:pp=3，pc=1，Rp=14.04 Ω，Lp=0.790 4 H，Mpr=3.379 mH，Rc=9.8 Ω，Lc=1.295 H，Mcr=7.141 mH，Rr=0.339 mΩ，Lr=0.06 mH，J=0.003 8 kg·m2，Kd=0。仿真過程如下:BDFM的初始轉(zhuǎn)速給定為750 r/min，空載啟動(dòng)，1 s時(shí)加5 N·m的階躍負(fù)載，2 s時(shí)轉(zhuǎn)速給定突增到900 r/min，3 s時(shí)轉(zhuǎn)速給定突降到600 r/min。采用基于同步角的矢量解耦控制方法，得到的轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性如圖4 所示［5］。

圖4 矢量控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性Fig．4 Dynamic response characteristics of VC method

采用無源性控制方法對(duì)同一臺(tái)樣機(jī)進(jìn)行仿真，控制器參數(shù)取為 k1=k2=1 000，kp=153，ki=0.025，控制繞組子系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子磁鏈的給定值取為0.7 Wb，并假設(shè) Rrp=Rrc=0.5 Rr、Lrp=Lrc=0.5 Lr，得到的仿真結(jié)果如圖5所示。對(duì)比圖4和圖5可見，無源性控制方法對(duì)BDFM的控制是有效的，而且比矢量控制方法具有更加優(yōu)越的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。盡管在起動(dòng)時(shí)超調(diào)量更大一些，但轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)時(shí)間更短，在轉(zhuǎn)矩發(fā)生波動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速具有更高的魯棒性，在轉(zhuǎn)速發(fā)生波動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩的沖擊更小。同時(shí)，由圖5（c）可見，控制繞組子系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子磁鏈的實(shí)際值能夠很好的跟蹤給定值。此外，由于無源性控制方法避免了同時(shí)計(jì)算轉(zhuǎn)子位置角、功率繞組同步角、轉(zhuǎn)子位置角期望值及對(duì)控制繞組同步角的實(shí)時(shí)求導(dǎo)運(yùn)算，從而使得該方法的計(jì)算量明顯減少。

圖5 無源性控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性Fig．5 Dynamic response characteristics of PBC method

3.2 直接轉(zhuǎn)矩控制與無源性控制的對(duì)比

文獻(xiàn)［10］采用直接轉(zhuǎn)矩控制方法，樣機(jī)參數(shù)為:pp=3，pc=1，Rp=0.81 Ω，Lp=80 mH，Mpr=0.89 mH，Rc=0.81 Ω，Lc=630 mH，Mcr=4.3 mH，Rr=1.57 Ω，Lr=0.04 mH，J=0.02 kg·m2，Kd=0。仿真過程如下:系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速為亞同步速580 r/min，在2 s時(shí)突增至超同步速850 r/min，在3 s時(shí)突加負(fù)載8 N·m。采用轉(zhuǎn)矩預(yù)測的直接轉(zhuǎn)矩控制，得到的轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性如圖6所示［10］。

圖6 直接轉(zhuǎn)矩控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性Fig．6 Dynamic response characteristics of DTC method

為了進(jìn)一步驗(yàn)證無源性控制方法的有效性，對(duì)同一臺(tái)樣機(jī)進(jìn)行仿真，控制器參數(shù)取為k1=k2=190，kp=125，ki=0.03，仿真結(jié)果如7所示。對(duì)比圖6和圖7可見，無源性控制方法在轉(zhuǎn)速給定發(fā)生變化時(shí)具有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，且轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)明顯小于直接轉(zhuǎn)矩控制方法，轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)態(tài)誤差更小。同時(shí)，由于后者無需扇區(qū)判別、磁鏈觀測等環(huán)節(jié)，只需普通的處理器就可實(shí)現(xiàn)對(duì)BDFM的準(zhǔn)確控制，體現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。

圖7 無源性控制方法的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性Fig．7 Dynamic response characteristics of PBC method

4 結(jié)論

采用非線性控制方法中的無源性控制理論，實(shí)現(xiàn)了籠型轉(zhuǎn)子BDFM轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的準(zhǔn)確控制。從能量的角度出發(fā)，通過配置BDFM控制繞組子系統(tǒng)能量方程中的無功分量，迫使系統(tǒng)總能量跟蹤期望的能量函數(shù)，使電流狀態(tài)變量漸進(jìn)收斂于期望值，有效簡化了控制器的設(shè)計(jì)。在轉(zhuǎn)矩控制器的設(shè)計(jì)中增加了狀態(tài)變量的阻尼項(xiàng)，從而使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大為改善。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，無源性控制比矢量控制具有更高的魯棒性和更小的計(jì)算量，比直接轉(zhuǎn)矩控制具有更小的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，表明該方法是籠型轉(zhuǎn)子BDFM的一種優(yōu)越的控制方案。

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（編輯:劉素菊）