本文關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩估計(jì)和預(yù)測(cè)控制

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【摘要】：隨著功率開(kāi)關(guān)管和電機(jī)高性能控制芯片的發(fā)展,開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)越來(lái)越受到人們的重視,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)速范圍寬,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)。而轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大的缺點(diǎn)是限制其應(yīng)用的主要問(wèn)題,尤其低速時(shí),轉(zhuǎn)矩波動(dòng)對(duì)電機(jī)整體性能的影響更為嚴(yán)重。由于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是非常復(fù)雜、高度非線性的電磁場(chǎng)耦合結(jié)構(gòu),使得瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的估計(jì)及控制成為難點(diǎn)問(wèn)題。本文針對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的估計(jì)問(wèn)題,利用PWM信號(hào)作為開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn),結(jié)合電機(jī)線性數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式,提出一種基于改進(jìn)線性模型的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩估計(jì)方法,與一般線性模型不同的是并沒(méi)有在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間內(nèi)采用一個(gè)確定的磁鏈—電流函數(shù),而是通過(guò)電流的反饋實(shí)時(shí)計(jì)算出磁鏈對(duì)位置的偏導(dǎo)數(shù)值。不僅提高了線性模型下對(duì)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩估計(jì)的準(zhǔn)確性,較非線性模型能更少的依賴電機(jī)先驗(yàn)知識(shí)和位置或者磁鏈信號(hào)。為了更好的反映實(shí)際的非線性數(shù)學(xué)模型,得到更準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)矩值,根據(jù)電流大小分段計(jì)算瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩,采用圖形的方法進(jìn)行分析說(shuō)明。利用Matlab/Simulink中自帶的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模型,搭建了包括PWM、電流采樣、計(jì)算模塊,模擬實(shí)際的電機(jī)控制過(guò)程。在基于這樣的仿真平臺(tái)中驗(yàn)證了分段線性估計(jì)轉(zhuǎn)矩方法的準(zhǔn)確性,并對(duì)影響計(jì)算結(jié)果的參數(shù)進(jìn)行了仿真分析。在已有瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩估計(jì)的基礎(chǔ)上搭建預(yù)測(cè)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)相電流、轉(zhuǎn)矩的控制。在換相區(qū)間由于可控參數(shù)多且相互影響、轉(zhuǎn)矩分配沒(méi)有唯一解、對(duì)傳感器要求高等一系列問(wèn)題,使得轉(zhuǎn)矩控制成為難點(diǎn)問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,提出了依據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果動(dòng)態(tài)分配轉(zhuǎn)矩的策略,該策略利用對(duì)占空比計(jì)算結(jié)果作為轉(zhuǎn)矩分配的依據(jù)以保證轉(zhuǎn)矩分配可解、可行,實(shí)現(xiàn)了換相期間轉(zhuǎn)矩的平滑過(guò)渡。轉(zhuǎn)矩傳感器價(jià)格昂貴且難以對(duì)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行測(cè)量,為了方便且快速的觀測(cè)對(duì)轉(zhuǎn)矩的控制效果,可以通過(guò)搭建實(shí)際電機(jī)的模型實(shí)現(xiàn)。為此本文搭建了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)靜態(tài)磁鏈檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái),該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠方便、快速的獲得電機(jī)磁鏈特性。
【關(guān)鍵詞】：開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) 瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩估計(jì) 預(yù)測(cè)控制 靜態(tài)磁鏈特性
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM352
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)研究概況11-14
• 1.2.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)分析11-12
• 1.2.2 功率變換器12
• 1.2.3 控制器和控制方式12-13
• 1.2.4 位置檢測(cè)研究13-14
• 1.3 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)控制技術(shù)14-16
• 1.3.2 瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩估計(jì)現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)17-19
• 第二章 基于改進(jìn)線性模型的轉(zhuǎn)矩在線估計(jì)19-31
• 2.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)工作原理及數(shù)學(xué)模型分析19-23
• 2.1.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)工作原理介紹19-20
• 2.1.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)數(shù)學(xué)模型分析20-23
• 2.2 基于改進(jìn)線性模型的轉(zhuǎn)矩在線估計(jì)23-30
• 2.2.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)線性模型23-25
• 2.2.2 磁鏈對(duì)位置偏導(dǎo)數(shù)的計(jì)算25-27
• 2.2.3 轉(zhuǎn)矩在線計(jì)算可行性27-28
• 2.2.4 考慮磁飽和的轉(zhuǎn)矩分段計(jì)算28-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩估計(jì)仿真31-43
• 3.1 Simulink環(huán)境和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模型原理31-34
• 3.1.1 MATLAB/Simulink環(huán)境31
• 3.1.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模型原理31-34
• 3.2 搭建模擬PWM模塊模型34-38
• 3.3 轉(zhuǎn)矩估計(jì)仿真分析38-42
• 3.3.1 分段點(diǎn)的確定38-41
• 3.3.2 向電源續(xù)流狀態(tài)下瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的估計(jì)41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 基于預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)矩控制方法43-54
• 4.1 單相轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)控制43-46
• 4.1.1 基于電流微分的預(yù)測(cè)控制提出43-44
• 4.1.2 單相電流、轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)控制44-46
• 4.2 基于預(yù)測(cè)的抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)控制46-52
• 4.2.1 換相區(qū)間轉(zhuǎn)矩控制問(wèn)題分析46-48
• 4.2.2 基于預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)矩分配策略48-50
• 4.2.3 仿真原理及結(jié)果分析50-52
• 4.3 本章小結(jié)52-54
• 第五章 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)靜態(tài)特性檢測(cè)54-63
• 5.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)靜態(tài)特性檢測(cè)概述54-55
• 5.2 測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)55-58
• 5.3 測(cè)量?jī)?nèi)容及步驟58-59
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析59-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 第六章 全文總結(jié)與展望63-65
• 6.1 總結(jié)63-64
• 6.2 展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 周素瑩;林輝;;減小開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的控制策略綜述[J];電氣傳動(dòng);2008年03期

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本文編號(hào)：616472