開關(guān)磁阻驅(qū)動系統(tǒng)——控制策略研究與系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、低制造成本、高可靠性和高能量轉(zhuǎn)換效率是機電運動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)簡單，適合在惡劣環(huán)境下運行；只在定子上有繞組，沒有轉(zhuǎn)子銅耗。因此開關(guān)磁阻驅(qū)動系統(tǒng)迎合了機電運動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，融合了電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制算法發(fā)展成果，成為近年機電運動控制領(lǐng)域的研究熱點。本文通過控制策略和系統(tǒng)設(shè)計兩方面對開關(guān)磁阻驅(qū)動系統(tǒng)進行研究。 開關(guān)磁阻驅(qū)動系統(tǒng)可控參數(shù)多、控制方式靈活，本文首先闡述開關(guān)磁阻電機基本原理和基本結(jié)構(gòu)，以此為基礎(chǔ)

2、對其控制方式進行了分類比較研究。開關(guān)磁阻電機的雙凸極結(jié)構(gòu)決定了它是一個具有強非線性的復雜系統(tǒng)，本文從一組描述機電運動系統(tǒng)的通用微分方程出發(fā)，抓住系統(tǒng)的關(guān)鍵點——磁化曲線的非線性，并根據(jù)近似程度的不同建立了兩類開關(guān)磁阻電機數(shù)學模型：分段線性模型和非線性模型。 開關(guān)磁阻電機的雙凸極結(jié)構(gòu)也決定了如何抑制轉(zhuǎn)矩脈動是該領(lǐng)域的研究熱點。本文以轉(zhuǎn)矩脈動最小化為目標，提出了一種開關(guān)磁阻電動機最優(yōu)控制器的設(shè)計方法。基于迭代學習控制的基本原理，闡述

3、了單輸入單輸出非線性系統(tǒng)中迭代學習控制算法的收斂性和穩(wěn)定性的一般性結(jié)論。設(shè)計的最優(yōu)控制器由基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的轉(zhuǎn)矩控制器和電流控制器構(gòu)成。結(jié)合所建立的非線性模型，對該控制器進行仿真分析的結(jié)果表明：在恒轉(zhuǎn)矩負載下，轉(zhuǎn)矩脈動減小，且具有較好的收斂性與穩(wěn)定性，達到了轉(zhuǎn)矩脈動最小的優(yōu)化目的。 開關(guān)磁阻驅(qū)動實驗系統(tǒng)為學習和研究提供開放的平臺，而應(yīng)用LabVIEW和虛擬儀器技術(shù)為該系統(tǒng)設(shè)計的上位機控制界面使得該平臺的可視化和可控性更強。