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开关磁阻电动机的模糊控制系统研究

1引 言开关磁阻 (简称SR)电动机驱动系统是 80年代中期问世的一种新型机电一体化的新颖调速系统 ,具有结构简单、调速范围广、运行可靠、控制方式灵活及效率较高等优点。在SR电动机中 ,定转子铁芯都是双凸极结构 ,磁场分布严重非线性 ,难以用一个精确的数学表达式描述 ,所以采用常规的线性控制方法 ,很难达到理想的控制效果。而模糊控制是一种语言控制方法 ,勿需被控对象精确的数学模型 ,就能实现良好控制。本文介绍了SR电动机的模糊控制器的设计思路 ,并运用MATLAB软件中的Simulink动态仿真模块库对SR控制系统进行了仿真。2SR电动机小信号线性化动态模型由文献 [2 ]可知 ,当SR电动机相电流为平顶电流波形时 ,其平均电磁转矩为 :Tav =mNrU2s2πω2r(θoff-θ2 ) θ2 -θonLmin - 12θoff-θ2Lmax-Lmin(1)式中 :m—电动机相数 ;Nr—转子齿数 ;us—电源电压 ;ωr—转...  (本文共3页) 阅读全文>>

天津大学
天津大学

轨道电车双开关磁阻电动机独立轮对驱动系统

开关磁阻电机驱动系统以其结构简单、成本低廉、在宽广的调速范围内均具有高效率等诸多优点,成为普通交流传动系统和直流传动系统强有力的竞争者。在矿业轨道电车采煤运输中,经常采用两台电机同时驱动一台轨道运煤车。为了改善双电机同机械轴驱动时传动的范围和距离不大,以及由齿轮的齿隙、轴的磨损引起的传动精度和同步性能不佳的状况。提出了双开关磁阻电机独立轮对驱动方式,该方式的实质是两个电机分别驱动两个车轮,它们机械上互相独立,这就要求在直线运动时两台电机能够保持同步运行,使车辆不会产生横移,同时在曲线运动时两台电机能够输出不同的转速,使独立轮对两侧车轮运行在差速状态下。首先建立开关磁阻电机驱动系统的仿真平台,在充分研究开关磁阻电机的基本理论及其非线性数学模型后,应用MATLAB/Simulink仿真环境建立了四相(8/6极)开关磁阻电机及其驱动系统的仿真模型,为进一步研究控制策略打下基础。经过分析研究主令参考同步和主从同步两种同步控制策略,提出了...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京邮电大学
北京邮电大学

啮合电动机非线性建模与优化控制技术研究

微型大扭矩啮合电动机把减速器与伺服电机结合一体,是一种新型的磁阻类电机。啮合电动机自身的结构及运行特点决定了其机电特性和控制方式与传统电机存在着明显的不同,本文从建模、转矩脉动抑制和控制方法研究三个方面对其进行研究。建立啮合式电机的模型是提高其系统控制性能的关键。本文在实际测量电机磁链及转矩特性的基础上,通过拟合磁化曲线得到磁链的非线性解析式,运用虚位移原理计算啮合电动机的矩角特性,并将自适应的模糊神经网络用于啮合电动机的建模中,获得了良好的效果。仿真结果表明,此方法对分析啮合电动机及其驱动系统在各种控制方式下的运行性能具有一定的参考价值。为实现系统参数优化,控制策略研究,系统动、静态性能分析,创造了条件。转矩脉动严重是啮合电动机存在的突出问题,本文分析了续流方式和开关角对转矩脉动的影响,设计了基于优化电流波形的瞬时转矩控制方案,根据转矩分配函数对各项转矩进行分配,利用模糊神经网络实时优化出期望转矩所需要的相电流波形,从而实现啮...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

河北科技大学
河北科技大学

低速电动汽车开关磁阻电机控制器的设计

随着世界石油资源逐渐紧缺,纯电动汽车(Blade Electric Vehicles,简称BEV)技术开始越来越得到了人们的青睐。而作为纯电动汽车的动力之源,其电机及其控制器是整个BEV的重要组成部分。目前作为整车动力的电机调速系统种类很多,其中开关磁阻电机(SRM)具有结构简单、坚固,较高的效率,起动转矩大等优点,而成为优选机型之一。本文根据电动汽车驱动系统的特点,对开关磁阻电机调速控制的原理和控制器的具体实施方案进行了阐述和验证。文中,首先分析了BEV研究的背景和意义,指出了目前开关磁阻电机调速应用于BEV方面所存在的主要不足之处是转矩脉动较大,控制系统较为复杂。为此,本文提出了一种适用于车辆特性的直接瞬时转矩控制策略。通过对电机的电流、位置角度和磁链的实时检测,经微控制器估算出电机瞬时转矩,实现对开关磁阻电机的直接转矩控制。同时,为了能够达到良好的调速性能,文中提出了模糊PID自适应速度控制策略,满足了车辆反复起动、停车的...  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>

湘潭大学
湘潭大学

基于模糊逻辑控制的SR电动机转矩脉动抑制研究

二十世纪八十年代,国外率先推出一种新的交流调速电动机——开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,简称SR电动机)。SR电动机结构简单、坚固,工作可靠,效率高。由其构成的开关磁阻电动机调速系统(Switched Reluctance Drive,简称SRD),具有启动转矩大、调速范围宽及运行效率高的特点。SRD兼有直流传动和普通交流传动的优点,正逐步应用在家用电器、一般工业、伺服与调速系统、牵引电动机、高速电动机、航天器械及汽车辅助设备等领域,显示出强大的市场竞争力,日益受到国内外学者的关注。同时也存在一些主要缺点如转矩脉动和噪声大;相数越多,主接线越多;不能直接接入电网作稳速运行。就转矩脉动抑制方面,国内外学者提出了多种控制策略,如微步控制、直接转矩控制、瞬时转矩控制等。本文采用一种新型的控制方法——模糊关断角补偿控制,对改善SRD的调速性能、抑制SR电动机的转矩脉动进行了深入的研究。主要工作如下:(...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
江苏大学

基于FPGA的开关磁阻电机无位置传感器与模糊PID控制系统的研究

开关磁阻电机调速系统兼有交流调速系统和直流调速系统的优点,结构简单、坚固耐用、成本低廉、可控参数多、控制方式灵活、可得到各种所需的机械特性,且在宽广的调速范围内均具有较高的效率。因此,开展开关磁阻电机的研究,对推动开关磁阻电机应用于工业电气传动、自动控制、航空航天等高技术领域,提高我国经济实力,具有重要现实意义。开关磁阻电机转子位置信号是各相主开关器件正确进行切换的依据,传统检测方法中位置传感器的引入增加了电机结构的复杂性,影响了开关磁阻电机调速系统的可靠性。同时开关磁阻电机调速系统是一个实时性很强,计算量很大的复杂系统,在高速和超高速运行的时候,实时性的矛盾更加突出。在国家自然科学基金的资助下,本课题组展开了对基于FPGA的开关磁阻电机无位置传感器与模糊PID控制系统的研究。本文首先介绍了开关磁阻电机的基本运行原理,包括开关磁阻电动机的基本结构、数学模型以及控制策略。其次在分析位置传感器检测的原理和实现方法的基础上,采用最大磁...  (本文共94页) 本文目录 | 阅读全文>>