【摘要】：本文的研究內容是山西省自然科學基金“開關磁阻電機互感特性及其對轉矩影響的研究”(項目編號:110148032)的重要組成部分。開關磁阻電機(SRM)特有結構使其具有調速范圍寬、運行可靠、起動性能優(yōu)異、工作效率高等優(yōu)點,具有很好的應用前景,得到了國內外學術界的廣泛關注和研究。但SRM的非線性、變參數(shù)特性為其控制帶來難題,在非線性控制策略方面,如何設計出兼顧實現(xiàn)成本與控制效果的控制器還需要進一步研究;具有較高的運行效率,但是效率的優(yōu)勢需要結合相應控制策略才能發(fā)揮;SRM高速運行時帶負載能力不足。因此,研究優(yōu)化SRM性能的控制方法對提升SRM的市場競爭力具有重要的現(xiàn)實意義。本文在查閱資料,現(xiàn)場調研的基礎上,針對SRM在非線性控制技術方面存在的問題,以一臺三相12/8極,功率為7.5kW的SRM為研究對象,致力于從控制角度提高SRM的性能,對SRM的控制方法進行了全面而深入的研究,具體研究內容如下:在原有SRM控制電路的基礎上,設計并完善了以TMS320F28335為控制核心的新系統(tǒng)硬件電路,主要包括電流信號檢測與調理電路、轉子位置信號檢測與調理電路、串口通訊電路等。采用C語言編寫了新系統(tǒng)應用程序,主要包括SRM平滑起動子程序、換相子程序、轉速計算子程序、控制方式子程序、通訊程序、電機過流、過載保護等故障保護程序。SRM的非線性電感特性使控制器設計復雜,工程上難以實現(xiàn),盡管傳統(tǒng)PI控制器相對簡單,但不能滿足整個調速范圍內的高性能控制要求。針對這一問題,本文建立了SRM在s域一階動態(tài)模型,提出了變增益調節(jié)的自適應控制方法,設計了工程上易于實現(xiàn)的變增益PI轉速控制器。轉速控制器的輸出根據(jù)電機轉速的高低分別作為參考電流或占空比,給出了PI參數(shù)隨系統(tǒng)控制電壓和轉速變化的表達式,實現(xiàn)了PI參數(shù)的自適應調節(jié)。通過實驗對比了傳統(tǒng)PI控制器和變增益PI控制器的控制效果,實驗結果表明采用變增益PI控制器時,系統(tǒng)動態(tài)響應快,超調小,穩(wěn)態(tài)精度高,有較強的抗擾動能力。SRM的非線性、多變量和強耦合等特點使得傳統(tǒng)開關角優(yōu)化解析方法在SRM中很難取得理想的控制效果。根據(jù)SRM電感非線性特點,提出了一種簡單、易于實現(xiàn)的SRM小電感區(qū)非線性建模方法。采用有限元仿真計算SRM的電感參數(shù),建立了小電感區(qū)非線性電感模型。基于小電感模型以及電機運行時的反電動勢,導出了最優(yōu)開通角計算模型;基于SRM運行時的磁鏈變化規(guī)律以及得出的最優(yōu)開通角,推導了最優(yōu)關斷角計算模型,實現(xiàn)了開通角與關斷角根據(jù)電機運行工況自適應調節(jié)的功能。針對已有單雙相勵磁方法只能適用低轉速范圍的不足,在已有控制方法的基礎上提出一種簡單實用的,尤其適用于SRM高速運行的改進型單雙相勵磁控制方法。基于SRM矩角特性對改進單雙相勵磁方法進行了理論分析,并通過軟件編程實現(xiàn)。通過實驗對比了單相勵磁方法和改進單雙相勵磁方法的控制效果,實驗結果表明改進單雙相勵磁方法提高了SRM在高速運行時帶載能力。
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【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM352

【參考文獻】

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1 王喜蓮;許振亮;;基于PI參數(shù)自適應的開關磁阻電機調速控制研究[J];中國電機工程學報;2015年16期

2 朱曰瑩;趙桂范;楊娜;;電動汽車用開關磁阻電機驅動系統(tǒng)設計及優(yōu)化[J];電工技術學報;2014年11期

3 陳海進;孫尚;孫鵬;;模型參數(shù)未知開關磁阻電機在線角度優(yōu)化控制[J];微電機;2014年05期

4 賈會永;宋建成;曲兵妮;靳志欣;;開關磁阻電動機零壓和反壓續(xù)流方式的研究[J];微電機;2012年11期

5 蔡駿;鄧智泉;;基于電感線性區(qū)模型的開關磁阻電機無位置傳感器技術[J];中國電機工程學報;2012年15期

6 丁樹業(yè);劉浩然;褚紀倫;張寧;周永勤;;基于APC控制的開關磁阻電機性能分析[J];電機與控制學報;2012年02期

7 李珍國;李彩紅;闞志忠;張純江;;基于改進型簡化磁鏈法的開關磁阻電機無位置傳感器速度控制[J];電工技術學報;2011年06期

8 張艷杰;徐丙垠;熊立新;邊敦新;;一種基于SRD模糊控制的風力機模擬器[J];電機與控制學報;2011年01期

9 李永堅;許志偉;彭曉;;SRM積分滑模變結構與神經網絡補償控制[J];電機與控制學報;2011年01期

10 吳江潦;易靈芝;彭寒梅;劉香;鄧文浪;;開關磁阻電機自適應模糊神經網絡系統(tǒng)(ANFIS)無位置傳感器控制[J];煤炭學報;2010年08期

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1 何月飛;新型開關磁阻電機的分析與設計研究[D];大連理工大學;2012年

2 賈會永;7.5kW開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的開發(fā)[D];太原理工大學;2012年

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本文編號：2372267