基于反步自适应理论的开关磁阻电机直接转矩控制系统研究

发布时间：2017-11-21 01:12

  本文关键词：基于反步自适应理论的开关磁阻电机直接转矩控制系统研究

  更多相关文章： 开关磁阻电机 反步自适应理论 直接转矩控制 转矩脉动

【摘要】：开关磁阻电机(SRM)具有工作可靠,机械结构简单,制造成本低,容错能力强等诸多优点,近年来受到广泛关注。但是,由于其固有的双凸极结构和磁链的饱和非线性特性,电机在运行过程中会产生较大的转矩脉动,降低了电机的稳定性,严重限制了SRM在高精度控制领域的应用。因此,如何有效减小SRM转矩脉动是国内外学者的研究热点之一。针对上述问题,本文给出了一种基于反步自适应理论的开关磁阻电机直接转矩控制策略,该控制策略满足了李雅普诺夫函数稳定性判据,使得系统能够快速收敛至稳定状态,有效减小电机转矩脉动。本文简要说明了SRM转矩脉动优化研究现状。论述了SRM的基本工作原理、基本方程式及其三种数学模型,并且讨论了电机的三种传统控制方式及功率电路。给出了一种SRM瞬时转矩在线计算方法,主要包括电机磁链测量、磁共能估算和瞬时转矩估算三部分。在磁链测量部分,分析了在线检测过程中磁链估算的误差来源,并给出一种在静止和低速运行条件下修正磁链估算误差的等效电阻校准方法,通过实验平台完成了样机的等效电阻校准和磁链数据测量。完成了基于反步自适应理论的SRM转矩控制器理论分析,并满足了李雅普诺夫函数稳定性判据。分别采用线性模型和非线性模型实现了控制器设计,在保证系统控制精度的前提下,为了降低控制器设计难度,提高控制策略可行性,本文采用SRM的理想线性模型实现转矩控制器设计。通过MATLAB完成了基于反步自适应和传统模糊控制策略的SRM直接转矩控制系统对比仿真,对转矩控制器的动态跟随性能和系统收敛过程进行细致分析。介绍了控制系统的硬件组成和软件结构,并通过实验平台完成了电压斩波控制和电机运行测试。实验结果表明:基于反步自适应理论设计的直接转矩控制策略在有效抑制转矩脉动的同时,输出转矩能够快速跟随负载与转速的变化,实现了电机的高性能控制,具有一定的实用性与参考价值。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM352;TP273

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