發(fā)布時(shí)間：2017-11-21 01:12

  本文關(guān)鍵詞：基于反步自適應(yīng)理論的開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)具有工作可靠,機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本低,容錯(cuò)能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),近年來受到廣泛關(guān)注。但是,由于其固有的雙凸極結(jié)構(gòu)和磁鏈的飽和非線性特性,電機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),降低了電機(jī)的穩(wěn)定性,嚴(yán)重限制了SRM在高精度控制領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,如何有效減小SRM轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一。針對(duì)上述問題,本文給出了一種基于反步自適應(yīng)理論的開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制策略,該控制策略滿足了李雅普諾夫函數(shù)穩(wěn)定性判據(jù),使得系統(tǒng)能夠快速收斂至穩(wěn)定狀態(tài),有效減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。本文簡(jiǎn)要說明了SRM轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)優(yōu)化研究現(xiàn)狀。論述了SRM的基本工作原理、基本方程式及其三種數(shù)學(xué)模型,并且討論了電機(jī)的三種傳統(tǒng)控制方式及功率電路。給出了一種SRM瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩在線計(jì)算方法,主要包括電機(jī)磁鏈測(cè)量、磁共能估算和瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩估算三部分。在磁鏈測(cè)量部分,分析了在線檢測(cè)過程中磁鏈估算的誤差來源,并給出一種在靜止和低速運(yùn)行條件下修正磁鏈估算誤差的等效電阻校準(zhǔn)方法,通過實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成了樣機(jī)的等效電阻校準(zhǔn)和磁鏈數(shù)據(jù)測(cè)量。完成了基于反步自適應(yīng)理論的SRM轉(zhuǎn)矩控制器理論分析,并滿足了李雅普諾夫函數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)。分別采用線性模型和非線性模型實(shí)現(xiàn)了控制器設(shè)計(jì),在保證系統(tǒng)控制精度的前提下,為了降低控制器設(shè)計(jì)難度,提高控制策略可行性,本文采用SRM的理想線性模型實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制器設(shè)計(jì)。通過MATLAB完成了基于反步自適應(yīng)和傳統(tǒng)模糊控制策略的SRM直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)對(duì)比仿真,對(duì)轉(zhuǎn)矩控制器的動(dòng)態(tài)跟隨性能和系統(tǒng)收斂過程進(jìn)行細(xì)致分析。介紹了控制系統(tǒng)的硬件組成和軟件結(jié)構(gòu),并通過實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成了電壓斬波控制和電機(jī)運(yùn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:基于反步自適應(yīng)理論設(shè)計(jì)的直接轉(zhuǎn)矩控制策略在有效抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的同時(shí),輸出轉(zhuǎn)矩能夠快速跟隨負(fù)載與轉(zhuǎn)速的變化,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的高性能控制,具有一定的實(shí)用性與參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM352;TP273

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本文編號(hào)：1209165