本文關(guān)鍵詞：SRM四電平DITC系統(tǒng)研究

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【摘要】：開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)有著簡單的結(jié)構(gòu),其控制方式靈活、多樣。它在工作過程具有安全性能好、效率很高、速度調(diào)節(jié)良好等優(yōu)點,所以其應(yīng)用越加廣泛,并且關(guān)注度也變高。另一方面,由于開關(guān)磁阻電機(jī)在運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)矩脈動比較大,這源于其定、轉(zhuǎn)子都為凸極結(jié)構(gòu)和它獨特的工作原理。為此,本文主要從控制方式入手,研究了提高其轉(zhuǎn)矩性能的方法。開關(guān)磁阻電機(jī)的雙凸極結(jié)構(gòu)使其在繞組換相區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動最為嚴(yán)重,因此本文研究了時刻都以轉(zhuǎn)矩為直接控制對象的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法(DITC)。此外,又在傳統(tǒng)的三電平功率變換器的基礎(chǔ)上加以改進(jìn),將驅(qū)動電路優(yōu)化到四電平控制上,根據(jù)DITC的控制思想,設(shè)計出了四電平下的轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制器。對整個控制系統(tǒng)外加速度調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié),采用模糊自適應(yīng)PI控制器結(jié)構(gòu)作為速度環(huán)的控制,達(dá)到即控制轉(zhuǎn)矩、又控制轉(zhuǎn)速的目的,構(gòu)成一個SRM的四電平DITC控制系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明DITC方法能時刻將SRM的轉(zhuǎn)矩波動抑制在一定的上、下限之間,SRM的轉(zhuǎn)矩脈動有效減小、提高了運行性能。本文完成了SRM控制系統(tǒng)的軟硬件研究設(shè)計和調(diào)試工作。系統(tǒng)實驗平臺包括以TMS320F2812為控制器核心的控制電路,SRM的功率變換驅(qū)動電路、電流檢測電路、轉(zhuǎn)速/位置檢測電路等。軟件包括有電機(jī)繞組驅(qū)動控制子程序、轉(zhuǎn)速/位置檢測程序、電流檢測等相關(guān)子程序和控制主程序。實驗完成了開關(guān)磁阻電機(jī)的電流斬波控制方式和PWM控制方式,對實驗平臺建立起到了較好的根基。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)磁阻電機(jī) 四電平功率變換器 直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制 轉(zhuǎn)矩脈動抑制 模糊自適應(yīng)PI控制
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM352
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-13
• 1.1 選題的背景和研究意義7-8
• 1.2 SR電機(jī)的發(fā)展概況8-10
• 1.2.1 國內(nèi)外研究歷史和應(yīng)用現(xiàn)狀8
• 1.2.2 SRM的主要研究方向8-9
• 1.2.3 開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)（SRD）的構(gòu)成及其優(yōu)缺點9-10
• 1.3 開關(guān)磁阻電機(jī)的抑制轉(zhuǎn)矩脈動技術(shù)10-12
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容12-13
• 2 SRM的工作原理和數(shù)學(xué)模型13-23
• 2.1 開關(guān)磁阻電機(jī)基本工作原理13-14
• 2.2 開關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型分析14-16
• 2.2.1 SRM電壓方程14-15
• 2.2.2 SRM機(jī)械方程15
• 2.2.3 SRM的電磁轉(zhuǎn)矩分析15-16
• 2.3 開關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型的簡化16-22
• 2.3.1 SRM的線性模型16-18
• 2.3.2 SRM的轉(zhuǎn)矩線性模型簡化18-19
• 2.3.3 SRM的繞組磁鏈線性模型簡化19-20
• 2.3.4 SRM的繞組電流以及導(dǎo)通角、關(guān)斷角的選取20-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 3 SRM的DITC控制策略及其研究23-34
• 3.1 直接瞬時轉(zhuǎn)矩的控制方法23-25
• 3.1.1 SRM的輸出轉(zhuǎn)矩獲取23-24
• 3.1.2 直接瞬時轉(zhuǎn)矩的控制思想24-25
• 3.2 三電平直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制25-29
• 3.2.1 三電平功率變換器及繞組開關(guān)狀態(tài)26-27
• 3.2.2 三電平轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制器的原理及設(shè)計27-29
• 3.3 四電平直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制29-33
• 3.3.1 四電平下的DITC策略29-30
• 3.3.2 四電平功率變換器及繞組開關(guān)狀態(tài)30-31
• 3.3.3 四電平轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制器的原理及設(shè)計31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 4 SRM的模糊自適應(yīng)PI速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計34-43
• 4.1 模糊自適應(yīng)PI控制器34-36
• 4.1.1 二維模糊控制器的結(jié)構(gòu)34-35
• 4.1.2 模糊自適應(yīng)PI控制器的結(jié)構(gòu)35-36
• 4.2 SRM中的模糊自適應(yīng)PI控制器設(shè)計36-42
• 4.2.1 模糊化過程的設(shè)計37-38
• 4.2.2 模糊規(guī)則的設(shè)計38-42
• 4.2.3 解模糊過程的設(shè)計42
• 4.3 本章小節(jié)42-43
• 5 基于MATLAB/Simulink的SRM控制系統(tǒng)仿真結(jié)果43-56
• 5.1 SRM的DITC系統(tǒng)仿真模型43-44
• 5.2 導(dǎo)通區(qū)域及位置角判斷模塊44
• 5.3 速度調(diào)節(jié)器模塊44-47
• 5.4 三電平功率變換器模塊及DITC模塊47-52
• 5.4.1 三電平功率變換器模塊48
• 5.4.2 DITC模塊及S-函數(shù)在其中的應(yīng)用48-50
• 5.4.3 電壓及轉(zhuǎn)矩輸出及結(jié)果分析50-52
• 5.5 四電平功率變換器模塊及仿真結(jié)果52-55
• 5.5.1 四電平功率變換器模塊52-53
• 5.5.2 四電平功率變換器的仿真結(jié)果53-55
• 5.6 本章小節(jié)55-56
• 6 系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計及其實驗結(jié)果56-69
• 6.1 開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計56-60
• 6.1.1 功率變換器電路的設(shè)計57-58
• 6.1.2 定子繞組電流檢測電路設(shè)計58-59
• 6.1.3 轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速檢測電路設(shè)計59-60
• 6.2 開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計60-64
• 6.2.1 SRM控制系統(tǒng)的DSP資源分配60
• 6.2.2 主程序及相關(guān)子程序設(shè)計60-63
• 6.2.3 定子電流采樣程序設(shè)計63
• 6.2.4 電機(jī)位置和轉(zhuǎn)速測量程序設(shè)計63-64
• 6.3 實驗結(jié)果和分析64-68
• 6.4 本章小節(jié)68-69
• 7 結(jié)論69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 附錄73-78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王勉華;彭田野;張樸;秦昶順;;四相開關(guān)磁阻電機(jī)的四電平DITC調(diào)速系統(tǒng)[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2015年01期

2 王勉華;彭田野;胡春龍;;基于模糊自適應(yīng)PI控制的SRM直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2014年06期

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8 漆漢宏;張婷婷;李珍國;;基于DITC的開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動抑制仿真研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2009年10期

9 李珍國;魏艷君;闞志忠;漆漢宏;;基于四電平功率變換電路的開關(guān)磁阻電機(jī)瞬時轉(zhuǎn)矩控制[J];電工技術(shù)學(xué)報;2007年08期

10 漆漢宏;張婷婷;李珍國;魏艷君;;基于DITC的開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動最小化研究[J];電工技術(shù)學(xué)報;2007年07期

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本文編號：726872