磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)高速數(shù)字控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、容錯(cuò)能力強(qiáng)，具有良好的高溫和高速適應(yīng)性，有著極其廣泛的應(yīng)用前景。將磁懸浮技術(shù)應(yīng)用于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)中可充分發(fā)揮其高速適應(yīng)性，且利用對(duì)轉(zhuǎn)子的徑向控制改善了因不對(duì)稱(chēng)磁拉力引起的振動(dòng)和噪聲等問(wèn)題。
　　 為滿足磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)高速穩(wěn)定運(yùn)行的性能要求，控制器必然要達(dá)到高性能、高速化、集成化的要求，而數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，為研究多功能、高性能的數(shù)字控制器提供了硬件條件和技術(shù)保障。
　

2、　 本文系統(tǒng)研究了試驗(yàn)用五自由度磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的基本工作原理，并推導(dǎo)了BSRM的數(shù)學(xué)模型。研究了磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制策略，針對(duì)磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)經(jīng)典數(shù)學(xué)模型中懸浮力在徑向兩自由度之間及平均轉(zhuǎn)矩和懸浮力之間的復(fù)雜非線性耦合問(wèn)題，本文采用了一種分相導(dǎo)通解耦的控制策略，從矩角特性分析出發(fā)，找到一個(gè)合適的雙相導(dǎo)通區(qū)間。在該導(dǎo)通區(qū)間下，一相負(fù)責(zé)產(chǎn)生懸浮力，稱(chēng)為懸浮相，另一相負(fù)責(zé)產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，稱(chēng)為轉(zhuǎn)矩相。其中懸浮相處于懸浮力的最大導(dǎo)通區(qū)間，

3、且徑向正交兩自由度上耦合很小，從而實(shí)現(xiàn)平均轉(zhuǎn)矩和懸浮力的獨(dú)立控制以及徑向兩自由度上懸浮力的獨(dú)立控制。并在該控制策略思想下，設(shè)計(jì)了基于CPLD和DSP的模糊PID控制器，并進(jìn)行了仿真試驗(yàn)，結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的控制器具有良好的控制性能。
　　 以設(shè)計(jì)的12/8結(jié)構(gòu)樣機(jī)為控制對(duì)象，對(duì)磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)高速數(shù)字控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件原理設(shè)計(jì)，包括功率變換器和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)采用CPLD+DSP的架構(gòu)，對(duì)各自承擔(dān)的控制任務(wù)進(jìn)行了合理分配