開關(guān)磁阻電機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)速性能好和成本低而被廣泛關(guān)注。但因其雙凸結(jié)構(gòu)和磁路的嚴(yán)重飽和所造成的嚴(yán)重非線性,使得固定的PI參數(shù)在常規(guī)控制下不能很好地適應(yīng)工況變化且造成轉(zhuǎn)矩脈動較大。對于這一問題的解決,需要在開關(guān)磁阻電機(jī)非線性建模和控制方法上進(jìn)行深入探討。本文首先介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)在數(shù)學(xué)建模方法、轉(zhuǎn)矩脈動抑制技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,簡單介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基本構(gòu)成。然后以12/8極、功率為3k W的開關(guān)磁阻電機(jī)為研究對象,應(yīng)用Ansoft Maxwell軟件對開關(guān)磁阻電機(jī)做二維有限元仿真計(jì)算,仿真計(jì)算得出其磁場分布和靜態(tài)磁鏈特性、電感特性和轉(zhuǎn)矩特性。文中詳細(xì)介紹直接轉(zhuǎn)矩控制策略的基本原理和相關(guān)數(shù)學(xué)公式,并闡述其優(yōu)于其他控制策略的各個方面。通過對該控制策略下的仿真模型的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)介紹,便于了解該策略的各種優(yōu)勢。并通過對其仿真結(jié)果的分析來驗(yàn)證其優(yōu)勢的真實(shí)性。分析直接轉(zhuǎn)矩控制需要優(yōu)化的方面,并通過介紹模糊控制器和PI控制器來說明需要在原模型上加入模糊PI控制器的必要性。通過仿真實(shí)驗(yàn)分析,來驗(yàn)證本文提出加入模糊PI控制器的原因。搭建開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺,合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件部分和硬件...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外技術(shù)的研究狀況
        1.2.1 開關(guān)磁阻電機(jī)建模方法分類
        1.2.2 開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)抑制轉(zhuǎn)矩脈動技術(shù)
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 開關(guān)磁阻電機(jī)數(shù)學(xué)模型和靜磁場仿真計(jì)算
    2.1 開關(guān)磁阻電機(jī)的基本原理和數(shù)學(xué)方程
        2.1.1 開關(guān)磁阻電機(jī)的基本原理
        2.1.2 開關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)方程
    2.2 開關(guān)磁阻電機(jī)靜態(tài)特性的有限元分析
        2.2.1 電磁場基本方程
        2.2.2 電磁場特解條件
        2.2.3 開關(guān)磁阻電機(jī)的靜磁場計(jì)算
        2.2.4 開關(guān)磁阻電機(jī)二維靜態(tài)磁場仿真分析
    2.3 開關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈的測量
    2.4 本章小結(jié)
第3章 開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制策略
    3.1 開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制原理
        3.1.1 開關(guān)磁阻電機(jī)瞬時轉(zhuǎn)矩方程
        3.1.2 開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的理論基礎(chǔ)
        3.1.3 功率變換器及其開關(guān)狀態(tài)
        3.1.4 開關(guān)磁阻電機(jī)六個有效空間電壓的選擇
    3.2 開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制仿真實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 系統(tǒng)總體框架
        3.2.2 功率變換器模塊
        3.2.3 磁鏈變換模塊
        3.2.4 磁鏈和轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)模塊
        3.2.5 定子磁鏈扇區(qū)判斷模塊
        3.2.6 開關(guān)表模塊
    3.3 仿真結(jié)果分析
        3.3.1 定子磁鏈空間軌跡
        3.3.2 定子磁鏈波形比較
        3.3.3 定子電流波形比較
        3.3.4 轉(zhuǎn)矩波形比較
        3.3.5 負(fù)載變化時轉(zhuǎn)矩比較
    3.4 本章小結(jié)
第4章 開關(guān)磁阻電機(jī)模糊PI速度控制器
    4.1 模糊控制器結(jié)構(gòu)及其優(yōu)化
    4.2 模糊速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)
        4.2.1 確定控制器的輸入和輸出變量
        4.2.2 確定各個變量的論域和比例因子
        4.2.3 確定模糊語言變量個數(shù)及其隸屬函數(shù)
        4.2.4 確定模糊語言規(guī)則
        4.2.5 模糊推理與解模糊
    4.3 模糊PI速度調(diào)節(jié)器建模
    4.4 基于模糊PI的直接轉(zhuǎn)矩控制建模與仿真分析
        4.4.1 模糊PI直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)建模
        4.4.2 轉(zhuǎn)矩波形的比較
        4.4.3 負(fù)載變化時轉(zhuǎn)矩比較
    4.5 本章小結(jié)
第5章 開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺搭建
    5.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
        5.1.1 功率電路和驅(qū)動電路
        5.1.2 位置信號檢測電路
        5.1.3 電流檢測電路
        5.1.4 保護(hù)電路
    5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        5.2.1 主程序和子程序設(shè)計(jì)
        5.2.2 轉(zhuǎn)速環(huán)調(diào)節(jié)子程序和轉(zhuǎn)矩環(huán)控制子程序
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及獲得成果
致謝



本文編號：3918835