本文關(guān)鍵詞：開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法研究與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(SRD)是新型的機(jī)電一體化調(diào)速系統(tǒng),它融開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)、控制技術(shù)為一體。SRM除了具有結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固,成本相對(duì)較低外,更重要的是它具有調(diào)速范圍廣、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、效率高以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn),受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。但是由于開關(guān)磁阻電機(jī)采用雙凸結(jié)構(gòu)以及開關(guān)形式的供電,導(dǎo)致其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大,應(yīng)用范圍受到限制。如何減小開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)成為當(dāng)前開關(guān)磁阻電機(jī)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。本文針對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大的問題,進(jìn)行了深入的研究。在參考各種抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)方法的基礎(chǔ)上,提出了一種基于轉(zhuǎn)矩觀測器的降低開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的新方法。由于開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩是關(guān)于電流和轉(zhuǎn)子位置角的非線性函數(shù),轉(zhuǎn)矩計(jì)算非常困難。針對(duì)現(xiàn)在常用的轉(zhuǎn)矩估算方法存在的不足,提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩估算方法。該方法利用BP (Back-Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)較強(qiáng)的非線性映射能力,映射出轉(zhuǎn)矩關(guān)于電流和轉(zhuǎn)子位置角度的非線性關(guān)系,構(gòu)造出基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩觀測器；將轉(zhuǎn)矩觀測器應(yīng)用于開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中,利用轉(zhuǎn)矩觀測器對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)三相瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩經(jīng)行在線檢測,并將三相合成瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩反饋,通過轉(zhuǎn)矩滯環(huán),達(dá)到抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的效果。為了驗(yàn)證所提方法的準(zhǔn)確性和可行性,利用MATLAB/Simulink搭建系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,所提方法可以有效地抑制開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。最后,以TMS320F28335為主控制芯片,一臺(tái)15kW三相6/4極開關(guān)磁阻電機(jī)為樣機(jī)搭建試驗(yàn)平臺(tái),完成軟、硬件的設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)波形的對(duì)比,驗(yàn)證了所提方法的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)磁阻電機(jī) 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng) BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) TMS320F28335
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM352
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 開關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)展史和研究方向10-13
• 1.1.1 開關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)展史10-11
• 1.1.2 開關(guān)磁阻電機(jī)研究方向11-12
• 1.1.3 開關(guān)磁阻電機(jī)主要應(yīng)用12-13
• 1.2 開關(guān)磁阻電機(jī)控制策略13-14
• 1.3 開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩觀測器簡介14-15
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容和工作15
• 1.5 課題來源15-16
• 第2章 開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16-30
• 2.1 開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理16-17
• 2.1.1 開關(guān)磁阻電機(jī)基本結(jié)構(gòu)16
• 2.1.2 開關(guān)磁阻電機(jī)基本原理16-17
• 2.2 開關(guān)磁阻電機(jī)數(shù)學(xué)模型17-22
• 2.2.1 SR電動(dòng)機(jī)基本方程式18-20
• 2.2.2 SR電動(dòng)機(jī)線性模型20
• 2.2.3 SR電動(dòng)機(jī)準(zhǔn)線性模型20-21
• 2.2.4 SR電動(dòng)機(jī)非線性模型21-22
• 2.3 開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)22-24
• 2.3.1 功率變換器22-23
• 2.3.2 位置檢測和速度計(jì)算23-24
• 2.3.3 控制器24
• 2.4 開關(guān)磁電機(jī)基本控制方式24-29
• 2.4.1 角度位置控制(APC)24-25
• 2.4.2 電流斬波控制(CCC)25-27
• 2.4.3 電壓PWM控制27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SRM轉(zhuǎn)矩觀測器及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制30-55
• 3.1 開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制研究30-37
• 3.1.1 基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的SRM間接轉(zhuǎn)矩控制30-33
• 3.1.2 基于電壓空間矢量的SRM直接轉(zhuǎn)矩控制33-37
• 3.2 開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩觀測器研究37-40
• 3.2.1 基于解析法的轉(zhuǎn)矩觀測器37-39
• 3.2.2 基于查表法的轉(zhuǎn)矩觀測器39-40
• 3.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)矩觀測器40-47
• 3.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理40-41
• 3.3.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)矩觀測器構(gòu)造41-43
• 3.3.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的離線訓(xùn)練43-45
• 3.3.4 訓(xùn)練結(jié)果與分析45-47
• 3.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)矩觀測器的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真47-54
• 3.4.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)矩觀測器的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)47
• 3.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)矩觀測器模塊47-49
• 3.4.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)矩觀測的SRD直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真49-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 SRD控制系統(tǒng)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)矩觀測器實(shí)現(xiàn)55-70
• 4.1 SRD直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)55-60
• 4.1.1 功率變換器電路56
• 4.1.2 IGBT驅(qū)動(dòng)電路56-57
• 4.1.3 電流和電壓檢測電路57-59
• 4.1.4 位置檢測電路59-60
• 4.2 SRD直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)60-68
• 4.2.1 軟件系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)60
• 4.2.2 初始化子程序60-61
• 4.2.3 PWM中斷程序設(shè)計(jì)61-62
• 4.2.4 外部電平變化中斷62-65
• 4.2.5 定時(shí)器中斷65-66
• 4.2.6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)矩觀測器軟件實(shí)現(xiàn)66-68
• 4.3 本章小結(jié)68-70
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析70-73
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)70-71
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析71-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第6章 總結(jié)與展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-79
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間的科研成果79

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本文編號(hào)：712123