【摘要】：線圈輔助勵磁無刷直流電機(Coil assisted excitation brushless DC motor,CAE-BLDCM)由兩組磁極相關(guān)的定/轉(zhuǎn)子凸極結(jié)構(gòu)組成,同時加入了由中央輔助線圈提供的可調(diào)磁場,避免了無刷直流電機中永磁體退磁及無法控制永磁量等不利因素,具有結(jié)構(gòu)堅固、耐高溫、可靠性高的優(yōu)點。由于CAE-BLDCM的結(jié)構(gòu)特殊、磁路復(fù)雜、解耦困難,對電機控制系統(tǒng)的搭建造成困難。首先,本文通過ANSYS靜態(tài)、動態(tài)仿真分析電機轉(zhuǎn)矩、磁鏈、電感特性及中央輔助線圈控制效果,并采用不依靠電機參數(shù)的智能控制方式,即基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識的雙神經(jīng)元自適應(yīng)智能控制策略,實現(xiàn)電機電樞繞組與中央輔助線圈最優(yōu)聯(lián)合控制。然后,本文通過Maxwell、Simplorer和Matlab三個軟件聯(lián)合搭建了一套針對CAEBLDCM的仿真平臺,由于CAE-BLDCM非線性強、結(jié)構(gòu)特殊等原因,同樣在建立數(shù)學(xué)模型時也會遇到困難,因此采用聯(lián)合仿真實現(xiàn)電機不同控制策略時的仿真分析。在電機啟動、加速以及突加負載過程中,對比分析常規(guī)PID、單神經(jīng)元自適應(yīng)PID以及雙神經(jīng)元自適應(yīng)PID這三種不同控制策略,分析結(jié)果表明雙神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)具有更好的控制精度、魯棒性及響應(yīng)速度。最后,基于電機控制原理在仿真的基礎(chǔ)上,搭建了以TMS320F28335DSP為核心的硬件控制平臺并進行調(diào)試,通過CCS6.0軟件開發(fā)平臺編程,分別實現(xiàn)電機常規(guī)PID、單神經(jīng)元自適應(yīng)PID以及雙神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制策略。實驗結(jié)果驗證了CAE-BLDCM結(jié)構(gòu)及雙神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制方法的可行性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM33;TP273
【圖文】：

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文chine, HEDSM)。我國對 HEDSM 的開始研究時并始研究的較早，HEDSM 的概念最早是由美國學(xué)者斯、歐洲等一些國家也開始對 HEDSM 結(jié)構(gòu)進行了M 研究的深入，在優(yōu)化設(shè)計電機本體參數(shù)、控制方面都取得了重要的突破，并有了很多有意義的發(fā)勵磁繞組相結(jié)合在存在有多方面的難點，很難利最佳性能�；旌蟿畲烹姍C的磁路分析比較復(fù)雜，大類：串聯(lián)磁路式、并聯(lián)磁路式、并列結(jié)構(gòu)式。

第 2 章 線圈輔助勵磁無刷直流電機結(jié)構(gòu)及工作原理.1 CAE-BLDCM 結(jié)構(gòu)拓撲CAE-BLDCM 主要由定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、機殼和繞組五部分組成，其中繞組又轉(zhuǎn)軸中央的中央輔助線圈繞組和在定子上的集中電樞繞組。如圖 2.1 所示，為 CLDCM 3D 結(jié)構(gòu)圖，其工作原理與開關(guān)磁阻電機相類似，都遵循最小磁阻原理，但AE-BLDCM 為軸向磁通走向。由圖可知，CAE-BLDCM 采用電樞定子繞組與中央繞組兩套繞組相結(jié)合的方式，通過對中央線圈通入不同方向大小的電流來改變氣密，拓寬了電機的調(diào)速范圍以及增加了控制上的靈活性。如圖 2.2 所示，為 CLDCM 的樣機，圖 2.2a 為電機的機殼、定子凸極及定子繞組部分，可以看到電樞集中纏繞在定子凸極上，圖 2.2b 為電機的轉(zhuǎn)子凸極及轉(zhuǎn)軸部分，轉(zhuǎn)子凸極上無繞組沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

a b圖 2.2 電機樣機定/轉(zhuǎn)子Fig. 2.2 The stator/rotor of motor prototypeCAE-BLDCM 采用 9/6 極結(jié)構(gòu)，不僅與市面上大多三相電機相同，更加方便實機的自啟動，三相電機保證了電機控制系統(tǒng)的簡潔性，不需要太復(fù)雜的控制電路AE-BLDCM 設(shè)計的極弧還增加了定子凸極與轉(zhuǎn)子凸極的重疊區(qū)域，從而提高了電最大輸出轉(zhuǎn)矩的同時還可以減小轉(zhuǎn)矩脈動。.2 電機工作原理雙凸極電機都根據(jù)“磁阻最小原理”來進行運轉(zhuǎn)，CAE-BLDCM 也采用“最小原理”，磁通將會按照磁阻最小的路徑行走，并形成閉合的磁回路。在電機通電時電相的定子凸極與其對應(yīng)的轉(zhuǎn)子凸極之間會產(chǎn)生磁拉力，將轉(zhuǎn)子凸極拉向磁阻最方向，即定子凸極與轉(zhuǎn)子凸極正對齊的位置。如圖 2.3a 所示為電機定轉(zhuǎn)子凸極最阻位置，此時定子凸極與轉(zhuǎn)子槽中心對齊；如圖 2.3b 所示為電機定轉(zhuǎn)子凸極最小

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本文編號：2791541