基于pwm迭代学习的srm电流控制器研究

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1、分类号：TM351密级：UDC：621.3编号：河北工业大学硕士学位论文基于PWM迭代学习的SRM电流控制器研究论文作者：赵思锋学生类别：全日制学科门类：工科学科专业：控制科学与工程指导教师：孙鹤旭职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlScienceandEngineeringTHESTUDYOFTHECURRENTCONTROLFORSRMBASEDONPWMILCbyZhaoSifengSupervisor:Prof.SunHexuDecember2014摘要开关磁阻电机

2、因其结构坚固、制造成本低廉、启动转矩大、容错能力强等优点，产品广泛应用于工业各个领域。功率范围为10W~5MW，转矩范围为60.01N·m~10N·m，转速最高达10万转。但由于采用开关形式的供电方式以及磁阻的不均匀变化，使得在换相位置处易产生较大转矩脉动。而转矩直接由电流作用绕组产生，因此对电流控制精度的好坏将直接影响转矩脉动的大小。本文着眼于电流控制，在实现对期望电流的精确跟踪基础上，才可更好地实现转矩脉动的抑制。首先对SRM电感的非线性特性进行分析，定转子的双凸极结构以及运行时的磁饱和状态使开关磁阻电机呈现为一个多变量，强耦合，严重非线性系统，并从磁场的角度对其电磁特性进行理论分析

3、。其次，基于SRM运行时相绕组电流周期通断，重复出现的特点，本文采用基于迭代学习的电流控制方式，对相绕组电流不断学习调整以求实现对期望电流的精确跟踪。通过深入分析滞环控制，PI控制电流时的缺陷，给出了迭代学习控制方法的优势所在。分析了一个PWM周期中电流升降的幅度，在分析基于位置点的传统迭代学习方法用于控制开关磁阻电机电流缺陷的基础上，提出采用基于PWM迭代学习的电流控制策略，并对电流偏差进行优化，采用平均值电流偏差的计算方法实现在数字控制下的精确跟踪控制，最后结合被控对象给出该学习律的收敛条件。最后搭建了仿真模型和系统实验平台，采用SPI模块实现SSI接口编码器数据采集。给出了在不同幅

4、值电流和不同转速下稳态学习的控制效果，其次，针对不同初值情况下，对学习效果进行验证，初值越接近期望电流，则系统的学习速度相对越快，最后，给出了系统在给定电流突变情况下的跟踪控制效果，系统能够对突变电流迅速做出响应，并且经过适当的学习次数实现精确跟踪控制，验证了该方案的有效性。关键字：开关磁阻电机PWM迭代学习电流控制平均值电流收敛性IABSTRACTSwitchedReluctanceMotor(SRM)iswidelyusedinindustrialapplicationsbecauseofitsstrongstructure,lowmanufacturingcost,largesta

5、rtingtorque,strongfaulttolerancecapability.ItsPowerrangebetween10W~5MWandtorquerange6between0.01N·mand10N·m.Itshighestspeedreachesupto100000RPM.However,duetotheonandoffformofthepowersupplyandthenon-uniformchangeofthemagneticreluctance,themotorispronetolargetorquerippleinthecommutationposition.Asw

6、eallknown,thetorqueisgeneratedbythewindingcurrentdirectly,sothecontrolprecisionforthephasecurrentwilldirectlyaffecttheamplitudeofthetorqueripple.Thispaperfocusonthecurrentcontrol,Onlytheprecisetrackingofexpectedcurrentisrealized,canthetorqueripplesuppressionbebetterrealized.Firstthenonlinearinduc

7、tanceoftheSRMisanalyzed,thedoublysalientstructureofthemotorandmagneticsaturationoftheruntimestatusmaketheSRMpresentamultivariable,strongcouplingandseriousnonlinearsystem,soitsclearmathematicalmodelcan'tbeobtained.Thech