一类具有非线性及耦合特性的多电机系统鲁棒自适应控制

以三相电弧炉电极调节系统为背景,研究一类具有非线性及耦合特性的多电机系统的鲁棒自适应控制问题，研究模型简化、基于L2指标的鲁棒控制律及基于反馈线性化的自适应控制算法，使其能在各种扰动下保持稳定性，具有较好的鲁棒性，减少对电网的不利影响。在理论分析的基础上进行仿真研究，并考虑电弧炉特点研究可在线实现的算法。研究电弧炉主电路和基于DSP的三相电弧炉自适应控制仿真实验系统，进行鲁棒自适应控制实验研究，为开发新一代电弧炉电极调节系统建立仿真实验平台。该项目研究成果也可推广到具有相似特性的大型发电机组的非线性励磁控制中，改善并提高电力系统运行的稳定性。该项目对于以电弧炉为代表的一类非线性系统的鲁棒自适应控制的研究，对于促进电力传动自动化技术的发展，都具有积极的意义。

对一类典型的具有耦合及非线性特性的多电机系统进行了控制策略和实验研究。首先简述了一类典型的多电机系统——三相电弧炉电极调节系统的模型，对控制问题的提法进行了叙述。然后分别研究了基于反馈线性化的多电机系统鲁棒模型跟踪控制、基于 性能指标的一类多电机系统鲁棒自适应控制及基于反步法的多电机系统控制问题，提出了保证稳定性和扰动衰减的控制算法，以三相电弧炉电极调节系统为例进行了仿真研究。仿真的结果表明上述控制方法的有效性。为了进一步对理论研究方案进行检验，研制了三相电弧炉主电路实验系统，和三路伺服电机一起，构成了三相电弧炉电极调节系统实验平台。在此基础上，进行了基于dSPACE的半实物仿真研究，采用dSPACE和三相电弧炉主电路系统进行了半实物控制仿真。半实物仿真结果表明该控制策略可以实时应用于电弧炉系统的控制。最后，研制了基于DSP的三相电弧炉电极调节系统的实验平台，开发了相关软硬件，初步调试通过，在此平台上可以进行基于反馈线性化的电弧炉电极调节系统的实验研究。该项研究对具有耦合及非线性特性的多电机系统的控制具有重要的参考意义，所研制的电弧炉电极调节系统实验平台对于开发新一代电弧炉电极控制系统具有重要的应用价值。