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异步电机为多输入、多输出、多变量、强耦合非线性系统。多年来,国内外学者将多种非线性控制方法应用到异步电机调速中,并取得了很大的进步。其中,反馈线性化方法在异步电机调速中的应用从理论分析、原理推导到实际的实验验证都已有深入的研究,并在此方面取得了很大的成果。但已有异步电机反馈线性化控制都需要复杂的稳定性分析,这大大增加了应用该方法的困难。本文针对此问题提出了一种不引入零动态的异步电机反馈线性化控制策略,避免了复杂的稳定性分析,并用仿真和实验验证了该算法。 本文首先详细地阐述了输入输出反馈线性化方法的原理,然后在磁场定向的前提下推导出整个异步电机系统的仿射非线性模型,并根据此模型应用反馈线性化方法推导出系统的解耦变换矩阵。本文所采用解耦变换矩阵没有引入零动态,因此也不需要进行复杂的稳定性分析,大大简化了理论分析,使实际应用时控制器的设计步骤简单明了。采用反馈线性化控制后,将被控异步电机系统变换为一个相互解耦的线性系统,因此可以像控制线性系统一样控制异步电机,控制器参数在全速度范围内有效。在Matlab/Simulink中搭建了系统的仿真模型,大量仿真结果证明了方案的正确性、有效性。 最后,搭建了以TMS320F28335及EP3C16Q240C8为核心的实验平台,设计调试了主电路、信号采样调理电路、保护电路及控制电路,编写、调试了反馈线性化控制算法的DSP软件程序以及用于运行指示及辅助保护控制的FPGA程序。实验结果证明所提出的反馈线性化控制策略正确、有效、可行。