双开关磁阻电机无位置传感器控制系统控制策略的研究

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1、学位论文使用授权声明本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理：作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在学校拥有学位论文的部分使用权，即：①学校档案馆和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电子版，可以使用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；②为教学和科研目的，学校档案馆和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在档案馆、图书馆等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保存研究生学

2、位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。作者签名：导师签名：年月日年月日中图分类号TM352学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学博士学位论文双开关磁阻电机无位置传感器控制系统控制策略研究ControlStrategyResearchofDoubleSwitchedReluctanceMotorSensorlessControlSystem作者张旭隆导师谭国俊申请学位工学博士培养单位信电学院学科专业电力电子与电力传动研究方向开关磁阻电机控制答辩委员会主席林明耀评阅人二○一

3、二年十月论文审阅认定书研究生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢在博士论文完稿之际，回首求学路上的点点滴滴，向关心、帮助过我的老师、同学、朋友、亲人致以最诚挚的感谢。感谢我的导师谭国俊教授对我学业上的精心指导，导师渊博的学术知识、严谨的治学态度、科学的思维方法、忘我的工作精神、锐意创新

4、的科研精神和将科研与实践相结合的工作方式使我深受教育并将终身受益。感谢导师在我学业和生活中遇到困难时对我的鼓励和帮助，在此，谨向辛勤培养我的导师致以最崇高的敬意和衷心的感谢！师恩深重，终生铭记！感谢何凤有教授在我研究生期间给予的帮助，何老师温润儒雅的人格魅力、稳健的处事风格和精益求精的工作作风让我获益良多。感谢蒯松岩副教授在开关磁阻电机研究方向上对我一直以来的指导和帮助。感谢邓先明教授、李浩副教授、张晓副教授、胡堃讲师对我在科研课题方面的关心和指导。感谢中国矿业大学、中矿大传动与自动化有限公司和

5、江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心提供的实验条件。感谢江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心的培养，为我的科研工作创造良好的环境。感谢师兄韩耀飞博士、叶宗彬博士、李渊博士、景巍博士在项目调试和课题研究方向方面给予的指导和帮助。对课题组中已经毕业走上各自工作岗位的硕士李广超、王其虎、张能、丁娟、代尚方、吴涛表示衷心的感谢。感谢硕士研究生师弟冯重阳、李大鹏、李永亮、王鹏飞、王青、黄玉龙对我论文的帮助。本文在完成过程中还得到了实验室的吴轩钦博士、张辉博士、博士研究生钱苗旺、王峰、李政伟、曹晓冬

6、、硕士研究生郭其锋等师兄弟的大力帮助。感谢江苏省电力传动与自动控制研究中心的同事靳宁宁对我在项目调试上的帮助。感谢机电工程学院刘送永博士在采煤机牵引实验中提供的支持和帮助。感谢我的父母、岳父母在我求学生涯中的无私奉献。你们永远坚定地站在我身后，默默无私地奉献着爱与宽容。感谢我的妻子曹言敬对我学业默默的理解与支持，没有你的鼓励，一路走来会非常坎坷。最后，向百忙之中参加论文评阅和答辩的所有老师表示衷心的感谢！张旭隆2012-10-1于中国矿业大学摘要实时而准确的转子位置信息是开关磁阻电机（SRM）可

7、靠运行和高性能控制的必要前提。然而位置传感器提高了系统成本和复杂度，更重要的是降低了系统的坚固性和适应性，影响系统运行的可靠性，尤其是在潮湿、振动、多尘等环境较恶劣的场合。因此，无位置传感器的SRM控制技术成为国内外的研究热点。本文以双SRM电牵引采煤机为研究背景，研发无位置传感器的双机电牵引采煤机控制系统，以提高SRM控制系统的可靠性，具有极高的社会效应和经济价值。以三相12/8极18.5kWSRM为研究对象，研究了SRM的磁链特性在线检测、全速度范围的无位置传感器控制、双机交叉耦合同步控制和

8、PWM整流器预测电流控制策略。在简要分析SRM数学模型、运行特性与控制方式的基础上，对样机进行了堵转试验，获得了静态磁链-电流-转子位置角度的特性曲线族；通过JMAG软件对样机进行了三维有限元分析，其结果验证了堵转试验获得的磁链特性数据的可信度。针对现有堵转试验或有限元分析方法获取磁链特性的局限性，提出了磁链特性在线检测方法，通过DSP中的串行通信接口（SCI）模块，将磁链-电流-转子位置数据发送至上位机，由边界值限制径向基神经网络对所获取的样本数据进行训练，最终获得磁链特性数据，三种功率等级的