開關(guān)磁阻電動機驅(qū)動系統(tǒng)建模及其控制策略研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(SRM)驅(qū)動系統(tǒng)是20世紀80年代迅猛發(fā)展起來的一種新型電機驅(qū)動系統(tǒng).由于其自身的結(jié)構(gòu)及運行特點,SRM的特性和控制方式與傳統(tǒng)電機存在著明顯的不同,該文從開關(guān)磁阻電機及其傳動系統(tǒng)的建模和控制兩個方面對其進行了理論和應(yīng)用研究.SRM電動機磁路存在著嚴重的飽和非線性,且是周期性變化的,難以建立參數(shù)化、解析化的數(shù)學(xué)模型.該文在實際測量SRM電機靜態(tài)磁鏈及轉(zhuǎn)矩特性的基礎(chǔ)上,將一種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于開關(guān)磁阻電機非線性建模,并以此模型,

2、建立了一種新型的SR傳動系統(tǒng)通用的整體仿真方法,其仿真計算結(jié)果與實驗結(jié)果相比較驗證了這種建模及仿真方法的有效性.由于SRM電動機及功率變換器的非線性,SRD控制參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計是一個頗為復(fù)雜的問題.該文從SRM電動機能量轉(zhuǎn)換的本質(zhì)出發(fā),得出了SRM最佳開關(guān)角控制規(guī)律的本質(zhì)特征,之后利用該文提出的基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SRM非線性建模和系統(tǒng)仿真方法,對其實際的工作狀態(tài)進行精確的數(shù)值仿真,計算出了SRM電動機開關(guān)角度最佳控制規(guī)律.基于開關(guān)角優(yōu)化控

3、制思想,該文以TMS320F240數(shù)字信號處理器為控制核心,設(shè)計開發(fā)了具有智能控制方法的高精度、全數(shù)字SRM調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng).試驗結(jié)果證明,該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠,運行效率高,具有較高的動、靜態(tài)性能.針對傳統(tǒng)SRM無位置傳感器控制技術(shù)存在的問題,論文提出了一種基于簡化SRM磁鏈特性的無位置傳感器觀測方案,該方法從SRD的特點出發(fā),擯棄了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子位置精確檢測的思想,提出了"模糊"角度檢測和在線開關(guān)角優(yōu)化調(diào)節(jié)的思想.實驗結(jié)果表明該文提出的SRM

4、無位置檢測方法簡單、實用,系統(tǒng)運行效率高,在高速運行時亦能實現(xiàn)SRM可靠換相.與傳統(tǒng)交、直流電機相比,SRM的一個最突出的缺點是其驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩脈動比較嚴重,為此,論文提出了一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)矩逆模型的SRM轉(zhuǎn)矩控制方案,并設(shè)計了SRM滑模電流控制器,理論分析和仿真結(jié)果表明,基于滑模電流控制器的SRM電動機轉(zhuǎn)矩逆模型控制策略能夠有效的解耦、補償和抵消SRM非線性轉(zhuǎn)矩脈動特性,有效的控制SRM相轉(zhuǎn)矩按期望相轉(zhuǎn)矩變化,從而實現(xiàn)了SRM高性