基于模糊模型无位置传感器开关磁阻电机的位置检测

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1、基于模糊模型无位置传感器开关磁阻电机的位置检测基于模糊模型无位置传感器开关磁阻电机的位置检测《中小型电~)L))2005,32(4)基于模糊模型无位置传感器开关磁阻电机的位置检测郑易,孙鹤旭,宋桂英(河北工业大学,天津300130)摘要:提出了一种基于非线性模糊模型的开关磁阻电机(SRM)转子位置检测的方法.该方法力求用最少的输入数据,得到初步的SRM非线性模糊模型,然后结合电机的运动方程对该模型进行在线调整;在此模型的基础上,运用模糊算法,以电流和磁链作为输入,位置作为输出,检测出转子的位置.研究证明,这种转子位置检测方法具有很高的精度

2、.关键词:开关磁阻电机;无位置传感器;非线性模糊模型;转子位置检测中图分类号:TM352文献标识码:A文章编号:100l一8085(2005)04-0040-03RotorPositionDetectionforSensorlessSBasedonNonlinearFuzzyModelZHENGYiSUNHe—xusONGGui.ying(HebeiUniv.ofTechnology,Tianjin300130,China)Abstract:Basedonthenonlinearfuzzymodel,animprovedmethodofd

3、etectingrotorpositionforsensorlesscontrolofSRMshasbeendeveloped.Withminimuminputdata,theapproximatenonlinearfuzzymodelisobtained.Combinedwithmotionequation,theonlinemodificationisperformedforthismode1.Thenusingfuzzyalgorithmwithphasecurrentandfluxlinkageasinputs,therotorp

4、ositioncanbedetected.TheresultsofsimulationindicatethatthepositionobtainedbythismethodisaccuratefortheoperationofSRMs.Keywords:switchedreluctancemotor;sensorless;nonlinearfuzzymodel;rotorpositiondectection0引言开关磁阻电机(SRM)具有结构简单牢固,控制方便灵活,具有较宽的转速及功率范围等优点,广泛应用于牵引运输,通用工业,航空,家用电

5、器等各个领域,已成为当代电气传动的热门课题之一.位置检测环节¨是SRM驱动系统的重要组成部分,检测到的位置信号既是绕组开通与关断的依据,也为转速闭环控制提供了转速信息.目前实际应用中,转子位置检测多数是直接利用如光电式,磁敏式或霍尔式位置传感器,这不仅增加了系统结构的复杂性,提高了成本,更重要的是会降低SRD系统的整体可靠性,尤其是在某些应用环境比较恶劣的场合.所以研究间接转子位置估算方法成为国内外学术界的重点课题.其中:文献[3]采用电流,磁链观测器模型法;文献[4]采用滑模观测器法;文献[5]则采用参数激励法.本文介绍了如何建立SRM

6、的非线性模糊模型,并基于此模型将磁链和电流作为输入,通过模糊算法得到转子的位置;并通过在线调整校正,以获得较高的精度,从而提高了无位置传感器SRM驱动系统的运行性能.1非线性模糊模型磁链一电流磁化曲线族是SRM各种性能计算方法的基础.由于SRM自身的电磁原理和结构特点,磁路存在着严重的局部饱和.一般说来,转子位移角0为绕组电流i和绕组磁链的函数,即0:0(i,)(1)基于模糊模型无位置传感器开关融阻电机的位置检测并且可以证明其为单值函数.如果已知当前时刻的绕组磁链和绕组电流i,则可以得m转子位置.建立对应不同转子位置和电流水平的磁化特性曲

7、线的方法非常复杂,不同电机的磁化特性曲线也是不同的,为此提出了非线性模糊模型的概念.该模型仅需测量不同电流水平下齿齿对齐位置和齿槽对齐位置的磁链.这里引入磁链因数来表示在不同电流水平下不同位置的磁链.首先给定一电流i,则非线性模糊模型的磁链因数定义为,r,,一一.r¨同3模糊算法示意冈'磊'2)吴驯异,昱刮式中——电流i下,齿齿对齐位置的磁链,——电流i下,齿槽对齐位置的磁链——电流i下,假定转子位置的磁链图1所示的是输入i和的隶属度函数.i由小到大依次表示为{sm5,sin4,sm3,sin2,sml,m,bigl,big2,big3,

8、big4,big5};由小到大依次表示为{sml0,sin9,……,sml,m,bigl,……,bi,bigl0}.图1标准化电流和磁链因数的隶属度函数为了充分考虑SRM磁化特性的非线性,进一