開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)非線性建模及其高性能系統(tǒng)研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)磁路存在著嚴(yán)重的飽和非線性,其電磁特性描述直接影響到電機(jī)的分析、設(shè)計(jì)與應(yīng)用,測取SRM準(zhǔn)確的磁鏈特性和轉(zhuǎn)矩特性,是實(shí)現(xiàn)SRM準(zhǔn)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(jì)了基于DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)的SRM特性檢測裝置,下位機(jī)由TMS320F240采集數(shù)據(jù),通訊傳輸給上位機(jī),上位機(jī)用VB程序接收數(shù)據(jù),并在MATLAB環(huán)境下計(jì)算、分析、繪圖,得到了SRM樣機(jī)的磁鏈、電感、轉(zhuǎn)矩特性.

2、 建立SRM的準(zhǔn)確非線性模型是提高其調(diào)速系統(tǒng)性能的關(guān)鍵.在實(shí)測樣機(jī)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(xùn)練收斂快、泛化能力強(qiáng),且網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小,便于實(shí)時(shí)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(dòng)態(tài)仿真模型.為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化,控制策略研究,系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)性能分析,創(chuàng)造了條件.將仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)波形比較,驗(yàn)證

3、了該動(dòng)態(tài)模型的有效性. 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)嚴(yán)重是SRM的突出問題,對此,設(shè)計(jì)了基于優(yōu)化電流波形的瞬時(shí)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(shí)現(xiàn)了減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)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(dòng). 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(dòng)又能優(yōu)化效率的SRD高性能系統(tǒng),仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方案的有效性. SRD是一個(gè)多變量,強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng),在不