發(fā)布時(shí)間：2021-09-07 12:15

　　在如今提倡節(jié)能減排的時(shí)代,開關(guān)磁阻電機(jī)（Switched Relutance Motor,SRM）不僅具備結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低以及高效節(jié)能的特點(diǎn),同時(shí)其較大的起動轉(zhuǎn)矩、調(diào)速范圍寬等特性,使得我們大到航空航天,小到交通工具、家用電器都能看到它的身影。但SRM仍存在許多因素限制著其發(fā)展,其特殊的結(jié)構(gòu)使得其具有較強(qiáng)的非線性,建立精確的數(shù)學(xué)模型就成為主要的研究方向之一。同時(shí),SRM調(diào)速系統(tǒng)中采用的傳統(tǒng)PI控制魯棒性較差,無法滿足更優(yōu)越的調(diào)速需求,并且SRM在實(shí)際使用中存在的轉(zhuǎn)矩脈動不僅會產(chǎn)生噪音,也影響著整體系統(tǒng)的運(yùn)作性能,嚴(yán)重阻礙著SRM的適用范圍。因此,本文基于上述問題逐步進(jìn)行分析與研究。首先本文基于SRM間接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),針對SRM的強(qiáng)耦合、強(qiáng)非線性難以精確解析建模問題,提出了一種基于非線性函數(shù)的反向傳播（Back Propagation,BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法。通過測得的SRM電磁特性來作為樣本數(shù)據(jù),并充分利用先驗(yàn)知識,選用可以初步反應(yīng)SRM非線性特性的磁鏈和轉(zhuǎn)矩的非線性函數(shù)來對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)預(yù)處理。與傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比,非線性BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有效的在減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量,提高SRM建模精度... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２三相１２／８極ＳＲＭ運(yùn)行原理圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?１２／８?ＳＲＭ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ??

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論ｉ???２．２?ＳＲＭ的數(shù)學(xué)模型??２．２．１?ＳＲＭ的基本方程式??雖然ＳＲＭ的雙凸極結(jié)構(gòu)和磁路飽和等使得對ＳＲＭ的分析采用傳統(tǒng)的電磁式電機(jī)??分析方法較為困難，但與其他電磁式電機(jī)相同，開關(guān)磁阻電機(jī)同樣遵循著機(jī)電能量轉(zhuǎn)換??原理，所以其本質(zhì)與電磁式電機(jī)并沒有區(qū)別。我們將其視為一端擁有電端口而另－端擁??有機(jī)械端口的雙端口設(shè)備，當(dāng)我們忽略ｍ相電機(jī)的鐵耗以及相繞組間的互感時(shí)，其機(jī)電??能量轉(zhuǎn)換示意圖如圖２．３所示。??Ｈ＝］￣￣Ｊ?｜?門?＿＿??Ｕ＾＿１：?ｅ＼，＿?沒）?上?Ｊ＿?—??〇?ｕ?以４，汐）??ｒｒｈ?ｅｂ?丨?廠１－！??＾?Ｔｅ??ｌｍ?Ｕｎｉ??—ｒ?機(jī)械系統(tǒng)??Ｕｎ，?？?－１???＾￣１無損耗磁場系統(tǒng)??圖２．３?ｍ相ＳＲＭ機(jī)電能量轉(zhuǎn)換示意圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｏｆ?ｍ－ｐｈａｓｅ?ＳＲＭ??在圖２．３中，機(jī)械系統(tǒng)中７；為電磁轉(zhuǎn)矩、７１為負(fù)載轉(zhuǎn)矩、Ｄ為粘性摩擦系數(shù)、■／為??電機(jī)轉(zhuǎn)子與負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量；電系統(tǒng)中認(rèn)為々相繞組外加電壓，／？＊為＆相繞組電阻、??心為ｉｔ相繞組電流、ｅ＊為灸相繞組感應(yīng)電動勢，女＝ａ，６，?，ｗ；磁場系統(tǒng)中的??為々相繞組磁鏈，其中為轉(zhuǎn)子位置角。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，電磁感應(yīng)電動勢方程可??表示為：??ｅｋ＝￣＾?（２．１）??ａｔ??由圖２．３所示，機(jī)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)動態(tài)過程可由三部分組成，分別為電路方程、機(jī)??械方程和機(jī)電聯(lián)系方程。??（１）電路方程??根據(jù)電路的基本定律可知，外加在繞組兩端電壓等于繞組壓降與感應(yīng)電

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???的精度，但與實(shí)際仍然相差甚遠(yuǎn)：非線性模型的精度最高，常被用在ＳＲＭ的設(shè)計(jì)與性??能分析，但由于復(fù)雜，對硬件要求也隨之提高。??２．２．２?ＳＲＭ的線性模型??ＳＲＭ的相電流波形是影響其運(yùn)行特性的主要因素，但由于其相電流波形的不規(guī)則??且隨著運(yùn)行而改變，從而增加了對ＳＲＭ模型的解析難度。為了便于分析并簡化模型，??可以忽略電感與相電流間的關(guān)系，此時(shí)電感在一個(gè)角周期內(nèi)可以近似看作為一個(gè)線性分??段函數(shù)，如圖２．４所示：??士后沿帶前沿說；??＾Ｈ＾??內(nèi)今?Ｉ?Ｉ??Ｌ（０）??乙?ｍａｘ?＼??／ＴＴ＼?；??！?！?！?＼?１?／??：?：?｜?Ｉ?Ｉ?：?｜?；?＾??飛￣＾?＾?了??圖２．４定轉(zhuǎn)子相對位置展開圖及不飽和時(shí)相電感曲線??Ｆｉｇ．?２．４?Ｒｏｔｏｒ?ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｍａｐ?ａｎｄ?ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ?ｐｈａｓｅ?ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ??由圖２．４我們可以看出，在碭？４區(qū)間內(nèi)，由于轉(zhuǎn)子凹槽長度大于定子極弧，存在??－段距離磁阻始終為最大，此時(shí)電感最小值并保持不變；當(dāng)轉(zhuǎn)子在＆？￥區(qū)間內(nèi)，??定子凸極與轉(zhuǎn)子凸極逐漸重疊，電感并隨之上升，當(dāng)定子凸極與轉(zhuǎn)子凸極完全重疊時(shí)，??此時(shí)磁阻最��；在區(qū)間內(nèi)，磁阻保持最小，電感為最大值當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過巧時(shí)，??即在民？Ａ區(qū)間內(nèi)，定子凸極與轉(zhuǎn)子凸極重疊面積不斷減小，磁阻增大，電感減小，直??至定子凸極與轉(zhuǎn)子凹槽完全重疊并如此往復(fù)的做周期性變化。ＳＲＭ線性模型的相電感??解析表達(dá)式如下：??人川?＾＜ｅ＜ｅ２）??Ｌ｛６）?＝?＼?ｍ，ｎ?２?２?３?（２．７）??（〇，＜

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于改進(jìn)的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)法的開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動抑制[J]. 費(fèi)晨,顏建虎,汪盼,言釗.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(S2)
[2]基于遺傳算法的SRM轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)優(yōu)化[J]. 王輝,游紫露,李孟秋,蔡輝,沈仕其.  電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報(bào). 2019(09)
[3]開關(guān)磁阻電機(jī)直接自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[J]. 李存賀,王國峰,李巖,范云生,許愛德.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]電動車用開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法[J]. 陳飛,瞿遂春,邱愛兵,沈杰.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2017(10)
[5]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)磁阻電機(jī)建模[J]. 高宇,戴躍洪,宋林.  電力電子技術(shù). 2017(02)
[6]基于BA-BP開關(guān)磁阻電機(jī)電流分段建模研究[J]. 周磊,張杰.  中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2016(08)
[7]基于一種新型趨近律的自適應(yīng)滑�？刂芠J]. 周濤.  控制與決策. 2016(07)
[8]基于LSSVM的多輸入多輸出開關(guān)磁阻電機(jī)建模[J]. 徐宇柘,曹彥萍,鐘銳.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]基于PI參數(shù)自適應(yīng)的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速控制研究[J]. 王喜蓮,許振亮.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(16)
[10]基于支持向量機(jī)的開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子位置在線建模[J]. 司利云,林輝.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2014(04)

博士論文
[1]開關(guān)磁阻電機(jī)非線性建模方法及智能控制策略研究[D]. 薛梅.天津大學(xué) 2008

碩士論文
[1]開關(guān)磁阻電機(jī)反步控制方法的研究[D]. 肖勇.電子科技大學(xué) 2015



本文編號：3389531