随着电力电子学、微电子学和控制理论的发展,尤其是先进控制策略的成功应用,交流传动系统在性能上已取得了长足发展,其动、静态特性完全可以和直流传动系统相媲美。交流电机是一个高阶、多变量、强耦合、参数不确定的非线性系统。交流传动系统的先进控制方法已有研究,如反馈线性化、反步法、无源性控制等。近年来,基于能量成形和端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)的控制方法引起电机控制专家的研究兴趣。在科学和工程领域,能量是基本概念之一。在研究复杂非线性系统时,通常将动态系统看作能量变换装置,依靠互联、向系统注入能量来确定整个系统的行为。本文将交流电机看作二端口(机械端口和电气端口)的能量变换装置,基于能量成形和PCHD控制方法实现交流电机的速度控制。首先,综述了交流传动系统控制的国内外研究现状和发展趋势,其中包括交流传动系统的主电路、控制电路以及控制策略的研究动态。其次,介绍了能量成形和PCHD控制方法的理论基础—无源性、耗散性、反馈互联等,并给出了PCHD结构模型以及互联和阻尼配置的无源性控制(IDA-PBC)方法,即基于一般PCHD模型的IDA-PBC方法。再次,基于能量成形和PCHD控制方法,分别研究了永磁同步电机和异步电机的速度控制。根据坐标变换理论,给出了永磁同步电机和异步电机在两相静止αβ坐标系和两相同步旋转dq坐标系上的数学模型,并分别建立了两种电机在dq坐标系上的速度控制PCHD模型。提出了基于状态误差PCHD模型的能量成形控制方法,并利用能量成形控制方法分别求得了两种电机在转矩已知和未知情况下的速度控制器,分析了平衡点的稳定性。求得的控制器具有结构简单、易于实现的优点。然后,研究了传动系统PCHD控制的电压正弦波脉宽调制(SPWM)实现及电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)实现,并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真研究。仿真结果验证了控制方法的正确性和有效性。最后,针对本文的研究工作做了总结,给出了研究中还需要解决的问题,并指出了今后的研究方向。