基于電流分配方法的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)位置跟蹤控制研究.pdf

1、“伺服”一詞來源于英文單詞“Servo”，含義是指系統(tǒng)跟隨外部輸入自動(dòng)完成所指定的運(yùn)動(dòng)，因此這種類型的系統(tǒng)也被稱為隨動(dòng)系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)主要經(jīng)歷了從液壓、氣動(dòng)到電氣的發(fā)展過程，其中電氣伺服系統(tǒng)主要由控制機(jī)構(gòu)、伺服電動(dòng)機(jī)以及反饋裝置三個(gè)部分組成。伺服電動(dòng)機(jī)作為主要的執(zhí)行部件，最早由直流電機(jī)充當(dāng)。自20世紀(jì)70年代以后，隨著交流電機(jī)性價(jià)比不斷地提高，其逐漸取代了直流電機(jī)成為主流的伺服電動(dòng)機(jī)。近年來，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單堅(jiān)固耐用、能承受高溫

2、且容易冷卻、容錯(cuò)性好可缺相運(yùn)行、起動(dòng)電流小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)已顯露出其良好的發(fā)展前景。因此，對(duì)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)位置伺服控制開展研究，具有十分重要的意義。
　　本文首先對(duì)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行原理進(jìn)行了介紹。然后給出了電機(jī)的三種數(shù)學(xué)模型，即線性模型、準(zhǔn)線性模型以及非線性模型，并在此基礎(chǔ)上具體闡述了開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)的控制方式，繼而從理論上分析了開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)的來源以及研究價(jià)值。
　　在文章的第二部分，介紹了當(dāng)前開關(guān)磁

3、阻電動(dòng)機(jī)位置控制的研究現(xiàn)狀。目前要實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)精確的位置跟蹤控制，絕大多數(shù)控制策略必須依賴于電機(jī)的模型信息，并且模型在控制器設(shè)計(jì)方面處于十分重要的地位。模型信息主要包括電磁轉(zhuǎn)矩或者磁鏈同轉(zhuǎn)子位置和相電流之間的關(guān)系。離線測(cè)量模型信息時(shí)，需要相關(guān)的儀器設(shè)備，這無疑增加了設(shè)計(jì)成本，而且模型信息并不是一成不變的；在線實(shí)時(shí)建模，必然會(huì)增加控制設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。由此，本文介紹了一種新穎的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)位置跟蹤控制策略--電流分配法。該控制方法

4、，除了需要電機(jī)的相數(shù)以外，不再需要任何的模型信息，并且擺脫了傳統(tǒng)位置伺服控制中的速度環(huán)，僅需要位置環(huán)和電流環(huán)。
　　文章最后，以四相8/6極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)基于電流分配方法的位置跟蹤控制策略進(jìn)行了仿真研究，結(jié)果表明了控制策略的正確性。同時(shí)，為了檢驗(yàn)該位置跟蹤控制策略在實(shí)際應(yīng)用中的控制性能，本文采用TMS320LF2812數(shù)字信號(hào)處理器作為控制器核心，以傳統(tǒng)的不對(duì)稱半橋電路為主功率驅(qū)動(dòng)電路，以LabVIEW為上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)