开关磁阻电机非线性建模及控制系统研究

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1、论文题目：开关磁阻电机非线性建模及控制系统研究专业：电力电子与电力传动硕士生：黄富烽（签名）指导教师：王勉华（签名）摘要开关磁阻电机（SRM）结构简单坚固、调速性能优异，系统可靠性高。因其在现代电气传动中异军突起，而备受关注。但是其特有的双凸极结构和工作方式，导致这种新型电机具有较强的非线性特性，其性能和控制方式与传统电机有明显不同，也就造成它的转矩脉动严重。文中从数学建模和实际控制两个方面探讨了改善开关磁阻电机转矩性能的方法。建立开关磁阻电机准确的数学模型是高性能分析和控制的基础，也是抑制转矩脉动的重要方法之一。文中在数学建模方

2、面，分析了开关磁阻电机的磁链特性，介绍了磁链的检测和计算方法，并设计了相应的DSP检测方法。在已有磁链数据的基础上，分析了开关磁阻电机的非线性建模方法，并进行了对应的建模仿真。在实际控制方面，介绍了直接转矩控制方法（DTC）的控制思想，推导了四相开关磁阻电机的瞬时磁链、转矩方程，探讨了DTC方法下的空间电压矢量和相应的开关表，并进行了仿真比较实验。仿真结果表明该直接转矩控制方法能有效抑制转矩脉动，而添加了非线性建模下的转矩检测后，抑制效果显著提高，为替换昂贵的转矩传感器提供了理论依据。文中完成了开关磁阻电机调速系统的硬件实验设计和

3、软件调试，以TMS320F2812控制器为控制核心，设计了开关磁阻电机的主控模块、功率变换器、电流、电压检测模块以及位置检测电路。以C语言为控制语言，编写了电流斩波启动、直接转矩控制以及相关的子程序。整个系统已实现电机的两相斩波启动，为后续工作奠定了良好的基础。关键词：开关磁阻电机；非线性建模；直接转矩控制；转矩脉动抑制研究类型：应用研究万方数据万方数据Subject：NonlinearModelingandcontrolSystemResearchofSwitchedReluctanceMotorSpecialty：PowerE

4、lectronicandPowerDriverName:HuangFufeng(Signature)Instructor：WangMianhua(Signature)ABSTRACTSwitchedReluctanceMotor(SRM)hasadvantagesofsingleruggedstructure,excellentspeedadjustingperformanceandhighreliability.Becauseofitsnewsuddenlyrisesinmodernelectricaldrive,ithasat

5、tractedmuchattention.Butitsuniquedoublesalientstructureandworkingmethodsleadstothenewmodelhavingstrongnonlinearcharacteristics.Itsperformanceandthecontrolmodearesignificantlydifferenttothetraditionalmotor,whichwillcauseserioustorqueripple.Butitsdoublesalientpolesstruc

6、tureleadstoserioustorqueripple.Thethesisresearchedthemethodofimprovingswitchedreluctancemotor’storqueperformancefromthemathematicalmodelingandtheactualcontrol.Theaccuratemathematicalmodelestablishmentofswitchedreluctancemotoristhebasisforhigh-performanceanalysisandcon

7、trol,butalsooneoftheimportantmethodstosuppresstorqueripple.Onmathematicalmodeling,thethesisanalyzedthecharacteristicsofswitchedreluctancemotorflux,introducedthefluxdetectionandcalculationmethods,anddesignedthecorrespondingDSPdetectionmethods.Baseonexistingfluxdata,ita

8、nalyzedthenonlinearmodelingofSRM,andmadethecorrespondingmodelingsimulation.Intermsofactualcontrol,itpresentedthecontrolthoug