基于迭代学习的开关磁阻发电机输出电压优化

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1、基于迭代学习的开关磁阻发电机输出电压优化董砚苑晓杰荆错尤闯闯河北工业大学摘要：分析了开关磁阻发电机输出电压脉动的原因，运用电流分配的方法合理分配换相区间齐相电流，并提出基于迭代学习控制算法的电流控制策略，利用迭代学习算法控制电流以高精度跟踪指定电流，从而达到优化输出电压的目的。仿真和实验结果表明，该方法能有效减小输出间电压的脉动和稳态误差，提高了发电品质。关键词：开关磁阻发电机;电压脉动;电流分配;迭代学习控制;作者简介：董砚（1973-），女，博士生导师，研究方向为电力电子与电机传动。收稿日期:2016-06-06Ou

2、tputVoltageOptimizationofSwitchedReluctanceGeneratorBasedonIterativeLearningControlDONGYanYUANXiao-jieJINGKaiYouChuang-chuangHebeiUniversityofTechnology;Abstract：Thereasonsforthefluetuationoftheoutputvoltageoftheswitchedreluctancegeneratorwasanalyzed,thecurrentdi

3、stributionmethodwasusedtoallocatethephasecurrentinthecommutationintervalandthecurrentcontrolstrategybasedontheiterativelearningcontrolalgorithmwasproposed.Usingiterativelearningalgorithmtocontrolthephasecurrenttotrackthedesiredcurrentwithhighprecision,therebyachi

4、evethepurposeofoptiminingtheoutputvoltage.Thesimulationandcxpcrimentailstudyweremadeontheproposedmethod,theresultsshowthatthismethodcaneffectivelyreducethevoltagefluctuationinthecommutationintervalandsteady-stateerrorimprovethequalityofpowergeneration.Keyword：swi

5、tchedreluctancegenerator(SRG);voltagefluctuation;currentdistribution;iterativelearningcontrol(ILC);Received：2016-06-060引言开关磁阻发电机（以下简称SRG）结构简单、容错能力强，口发岀的是直流电，可方便地用作恒压源，非常适合储能和用于直流供电系统，近些年來被广泛应用于汽车工业、航天工业、风能发电等领域。但是由于SRG特殊的双凸极结构带来的磁路非线性及各相轮流导通、换相使母线两端电容周期性充放电IH，导致输

6、出电压脉动，降低了发电品质，所以对输出电压的优化控制研究一直是SRG的热点问题。目前，对SRG输出电压优化控制主要有基于电压反馈的电流斩波控制，角度优化控制等。文献［1］采用电压反馈并通过斩波控制相电流来控制输出电压，但电流斩波控制适合于低速运行且电流跟踪效果十分有限，斩波频率不固定不利于电磁噪声的消除。文献［2-3］分别采用模糊控制器和滑模控制器通过调节导通角来控制励磁电流从而控制输岀电压，但是由于角度控制方式下电流不可控口相电流对导通角的变化十分皱感，所以单纯依靠导通角的动态调节并不能有效地控制输出电压。文献［4］针

7、对直线SRG电压脉动采用电流分配函数来合理分配换相区间各相电流，从而减小输岀电压的脉动，相比于文献［2-3］,有效抑制了换相区间较大的电压脉动。但由于电流分配以后采用传统的PI控制策略，所以电流的控制精度有限。本文着眼于减小输出电压脉动，通过电流分配函数得到指定电流，提出基于迭代学习控制（以下简称ILC）的电流控策略，通过反复迭代修正控制量实现在给定时间周期内使被控电流精确跟踪指定电流，从而达到优化输出电压脉动的目的。该方法不仅能有效减小换相区间电压的脉动，还能减小稳态误差，提高系统的控制精度。1SRG工作原理和输出电压

8、脉动分析1.1SRG工作原理概述由于SRG定、转子无永磁体，所以发电运行时需要励磁。本文采用他励发电模式,绕组励磁由外部电源单独提供，他励模式下的功率拓扑结构图如图1所示。图1SRG他励模式主电路结构图下载原图图1中，山为励磁电源;C为滤波电容;人为负载电流;5为励磁电流;k为续流电流；ic为电容端电流;u为输出电压