本文關鍵詞：開關磁阻電機轉矩估計和預測控制

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【摘要】：隨著功率開關管和電機高性能控制芯片的發(fā)展,開關磁阻電機越來越受到人們的重視,具有結構簡單,調速范圍寬,啟動轉矩大等優(yōu)點。而轉矩脈動大的缺點是限制其應用的主要問題,尤其低速時,轉矩波動對電機整體性能的影響更為嚴重。由于開關磁阻電機是非常復雜、高度非線性的電磁場耦合結構,使得瞬時轉矩的估計及控制成為難點問題。本文針對開關磁阻電機瞬時轉矩的估計問題,利用PWM信號作為開關磁阻電機驅動信號的特點,結合電機線性數(shù)學模型轉矩計算公式,提出一種基于改進線性模型的瞬時轉矩估計方法,與一般線性模型不同的是并沒有在轉子位置區(qū)間內采用一個確定的磁鏈—電流函數(shù),而是通過電流的反饋實時計算出磁鏈對位置的偏導數(shù)值。不僅提高了線性模型下對瞬時轉矩估計的準確性,較非線性模型能更少的依賴電機先驗知識和位置或者磁鏈信號。為了更好的反映實際的非線性數(shù)學模型,得到更準確的轉矩值,根據(jù)電流大小分段計算瞬時轉矩,采用圖形的方法進行分析說明。利用Matlab/Simulink中自帶的開關磁阻電機模型,搭建了包括PWM、電流采樣、計算模塊,模擬實際的電機控制過程。在基于這樣的仿真平臺中驗證了分段線性估計轉矩方法的準確性,并對影響計算結果的參數(shù)進行了仿真分析。在已有瞬時轉矩估計的基礎上搭建預測模型實現(xiàn)對相電流、轉矩的控制。在換相區(qū)間由于可控參數(shù)多且相互影響、轉矩分配沒有唯一解、對傳感器要求高等一系列問題,使得轉矩控制成為難點問題。針對這個問題,提出了依據(jù)預測結果動態(tài)分配轉矩的策略,該策略利用對占空比計算結果作為轉矩分配的依據(jù)以保證轉矩分配可解、可行,實現(xiàn)了換相期間轉矩的平滑過渡。轉矩傳感器價格昂貴且難以對瞬時轉矩進行測量,為了方便且快速的觀測對轉矩的控制效果,可以通過搭建實際電機的模型實現(xiàn)。為此本文搭建了開關磁阻電機靜態(tài)磁鏈檢測試驗平臺,該實驗平臺能夠方便、快速的獲得電機磁鏈特性。
【關鍵詞】：開關磁阻電機 瞬時轉矩估計 預測控制 靜態(tài)磁鏈特性
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM352
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 開關磁阻電機研究概況11-14
• 1.2.1 開關磁阻電機設計分析11-12
• 1.2.2 功率變換器12
• 1.2.3 控制器和控制方式12-13
• 1.2.4 位置檢測研究13-14
• 1.3 開關磁阻電機轉矩控制研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 抑制轉矩脈動控制技術14-16
• 1.3.2 瞬時轉矩估計現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文研究內容及組織結構17-19
• 第二章 基于改進線性模型的轉矩在線估計19-31
• 2.1 開關磁阻電機工作原理及數(shù)學模型分析19-23
• 2.1.1 開關磁阻電機工作原理介紹19-20
• 2.1.2 開關磁阻電機數(shù)學模型分析20-23
• 2.2 基于改進線性模型的轉矩在線估計23-30
• 2.2.1 開關磁阻電機線性模型23-25
• 2.2.2 磁鏈對位置偏導數(shù)的計算25-27
• 2.2.3 轉矩在線計算可行性27-28
• 2.2.4 考慮磁飽和的轉矩分段計算28-30
• 2.3 本章小結30-31
• 第三章 瞬時轉矩估計仿真31-43
• 3.1 Simulink環(huán)境和開關磁阻電機模型原理31-34
• 3.1.1 MATLAB/Simulink環(huán)境31
• 3.1.2 開關磁阻電機模型原理31-34
• 3.2 搭建模擬PWM模塊模型34-38
• 3.3 轉矩估計仿真分析38-42
• 3.3.1 分段點的確定38-41
• 3.3.2 向電源續(xù)流狀態(tài)下瞬時轉矩的估計41-42
• 3.4 本章小結42-43
• 第四章 基于預測的轉矩控制方法43-54
• 4.1 單相轉矩預測控制43-46
• 4.1.1 基于電流微分的預測控制提出43-44
• 4.1.2 單相電流、轉矩預測控制44-46
• 4.2 基于預測的抑制轉矩脈動控制46-52
• 4.2.1 換相區(qū)間轉矩控制問題分析46-48
• 4.2.2 基于預測的轉矩分配策略48-50
• 4.2.3 仿真原理及結果分析50-52
• 4.3 本章小結52-54
• 第五章 開關磁阻電機靜態(tài)特性檢測54-63
• 5.1 開關磁阻電機靜態(tài)特性檢測概述54-55
• 5.2 測量系統(tǒng)設計55-58
• 5.3 測量內容及步驟58-59
• 5.4 實驗結果及分析59-62
• 5.5 本章小結62-63
• 第六章 全文總結與展望63-65
• 6.1 總結63-64
• 6.2 展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周素瑩;林輝;;減小開關磁阻電機轉矩脈動的控制策略綜述[J];電氣傳動;2008年03期

，

本文編號：616472