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开关磁阻电机非线性模型及其控制器研究

发布时间:2018-07-04 17:30

  本文选题:开关磁阻电机 + 非线性模型 ; 参考:《哈尔滨理工大学》2015年硕士论文


【摘要】:开关磁阻电机以其结构简单、坚固耐用、成本低廉、调速性能优越、耐高温、容错率强等优点,在电动汽车领域得到了高度的重视,被视为非常有潜力的机种。但由于开关磁阻电机工作时呈现高度的非线性,所以如何建立合理的电机模型成为了重点研究对象。 通过查阅大量国内外文献,对开关磁阻电机的非线性建模、磁链检测、控制策略研究等相关技术的发展情况和研究现状做了阐述,并深入研究了开关磁阻电机的非线性建模方法。论文采用公式法对开关磁阻电机进行非线性建模,基于T.J.E.Miller提出的快速建模与傅里叶级数相结合的方法,以电机几个特殊位置的磁化曲线为基础,推导出磁链及电磁转矩方程,建立开关磁阻电机的非线性模型。通过与实测磁链曲线的比较,,验证了所建非线性模型有较高的精度。应用Matlab软件搭建出电机及其系统模型,采用传统PID控制与模糊PID控制进行仿真。仿真结果验证了所建非线性模型能够反映电机的工况,同时表明基于模糊PID控制策略下的调速系统具有更好的性能。 在理论分析与仿真的基础上,论文设计了电机控制器的硬件电路,完成了DSP的软件编程并搭建了实验平台。实验结果表明,样机的实测波形与仿真波形相一致,可实现对开关磁阻电机进行平滑调速,验证了控制策略的合理性,达到了预期效果。
[Abstract]:Switched reluctance motor (SRM) has been attached great importance to in the field of electric vehicles because of its simple structure, durable, low cost, superior speed regulation performance, high temperature resistance, strong fault tolerance and so on. It is regarded as a very potential type of motor. However, due to the high nonlinearity of switched reluctance motor (SRM), how to establish a reasonable motor model has become an important research object. By consulting a large number of domestic and foreign literatures, the development and research status of the related technologies, such as nonlinear modeling of switched reluctance motor, flux chain detection, control strategy research and so on, are described. The nonlinear modeling method of switched reluctance motor (SRM) is studied. In this paper, the nonlinear model of switched reluctance motor is established by formula method. Based on the combination of fast modeling and Fourier series proposed by T.J.E. Miller, the flux chain and electromagnetic torque equations are derived based on the magnetization curves of several special positions of the motor. The nonlinear model of switched reluctance motor is established. Compared with the measured flux curve, the proposed nonlinear model has high accuracy. The motor and its system model are built with Matlab software. The traditional pid control and fuzzy pid control are used to simulate the motor. The simulation results show that the nonlinear model can reflect the working conditions of the motor and that the speed regulation system based on fuzzy pid control strategy has better performance. Based on the theoretical analysis and simulation, the paper designs the hardware circuit of the motor controller, completes the software programming of DSP and builds the experimental platform. The experimental results show that the measured waveform of the prototype is consistent with the simulation waveform, and the smooth speed regulation of the switched reluctance motor can be realized. The rationality of the control strategy is verified and the expected effect is achieved.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM352

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本文编号:2096827


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