開關(guān)磁阻電動機非線性建模及其高性能系統(tǒng)研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電動機(SRM)磁路存在著嚴重的飽和非線性,其電磁特性描述直接影響到電機的分析、設(shè)計與應用,測取SRM準確的磁鏈特性和轉(zhuǎn)矩特性,是實現(xiàn)SRM準確建模和SRD系統(tǒng)高性能控制的重要依據(jù).本文利用間接磁鏈測量原理,設(shè)計了基于DSP(數(shù)字信號處理器)的SRM特性檢測裝置,下位機由TMS320F240采集數(shù)據(jù),通訊傳輸給上位機,上位機用VB程序接收數(shù)據(jù),并在MATLAB環(huán)境下計算、分析、繪圖,得到了SRM樣機的磁鏈、電感、轉(zhuǎn)矩特性.

2、 建立SRM的準確非線性模型是提高其調(diào)速系統(tǒng)性能的關(guān)鍵.在實測樣機數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,基于Levenberg-Marquardt算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了SRM非線性模型.該網(wǎng)絡(luò)模型訓練收斂快、泛化能力強,且網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小,便于實時控制.通過比較幾種SRM模型,顯示出所建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型優(yōu)越.并在MATLAB環(huán)境下,建立了SRD系統(tǒng)的整體動態(tài)仿真模型.為實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化,控制策略研究,系統(tǒng)動、靜態(tài)性能分析,創(chuàng)造了條件.將仿真計算結(jié)果與實驗波形比較,驗證

3、了該動態(tài)模型的有效性. 轉(zhuǎn)矩脈動嚴重是SRM的突出問題,對此,設(shè)計了基于優(yōu)化電流波形的瞬時轉(zhuǎn)矩控制方案,建立了SRM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)矩逆模型,通過優(yōu)化電流波形,實現(xiàn)了減小轉(zhuǎn)矩脈動控制.仿真結(jié)果證明,該控制方法有效地減小了轉(zhuǎn)矩脈動. 本文在研究了續(xù)流方式及開通角、關(guān)斷角對系統(tǒng)效率影響的基礎(chǔ)上,提出了既能減小轉(zhuǎn)矩脈動又能優(yōu)化效率的SRD高性能系統(tǒng),仿真結(jié)果驗證了該方案的有效性. SRD是一個多變量,強耦合的非線性系統(tǒng),在不