開關(guān)磁阻電機(jī)高性能驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor，SRM)調(diào)速系統(tǒng)隨著電力電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和先進(jìn)控制理論的迅猛發(fā)展。SRM具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠及效率高等突出特點(diǎn)。但開關(guān)磁阻電機(jī)伺服系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)變、非線性、強(qiáng)耦合系統(tǒng)，存在參數(shù)測(cè)量困難、建模精度不高、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲較大等問題。
　　 設(shè)計(jì)了完善的開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)、保護(hù)與電控系統(tǒng)，其中“功率電路看門狗”技術(shù)保障了大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的長(zhǎng)期可靠、安全運(yùn)行。建立了S

2、RM定子繞組的磁場(chǎng)靜態(tài)數(shù)學(xué)模型，提出了在定子繞組上施加電壓脈沖測(cè)量響應(yīng)電流，基于模型計(jì)算不同電流對(duì)應(yīng)的電感的脈沖電壓激勵(lì)電流遍歷響應(yīng)新方法。該方法基于SRM通用驅(qū)動(dòng)控制電路，無需專用測(cè)量電路、完全復(fù)現(xiàn)了實(shí)際工況下電感動(dòng)態(tài)特性、避免了模型偏差;實(shí)現(xiàn)了采用全域電感的準(zhǔn)確測(cè)量，獲得SRM定子電感的含參3維數(shù)據(jù)。建立了定子電感-相繞組勵(lì)磁電流-轉(zhuǎn)子角位移之間非線性關(guān)系的CMAC（小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）模型，并基于FPGA實(shí)現(xiàn)了該模型的高速硬件計(jì)算。

3、r>　　 傳統(tǒng)的PID控制器對(duì)于強(qiáng)非線性、強(qiáng)擾動(dòng)系統(tǒng)難以達(dá)到理想的控制效果，本研究提出了一種基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(Extended State Observer,ESO)，針對(duì)模型存在不確定性的開關(guān)磁阻電機(jī)伺服系統(tǒng)，將模型不確定性和負(fù)載作為擾動(dòng)，分別對(duì)兩個(gè)控制環(huán)設(shè)計(jì)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器，實(shí)時(shí)估計(jì)系統(tǒng)內(nèi)外的擾動(dòng)，并進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)兩閉環(huán)之間的解耦?；贓SO設(shè)計(jì)開關(guān)磁阻電機(jī)自抗擾控制器，實(shí)現(xiàn)了了對(duì)轉(zhuǎn)速、電流、電磁轉(zhuǎn)矩高精度閉環(huán)控制，仿真和物理實(shí)驗(yàn)