基于GABP-NSGA-Ⅱ的开关磁阻电机系统级多目标优化设计

为提升开关磁阻电机（SRM）的系统驱动性能,提出一种基于遗传算法（GA）优化反向传播（BP）神经网络和非支配排序遗传算法（NSGA-II）相结合的多目标优化设计方法,旨在降低其转矩脉动、提高其平均转矩和效率。通过灵敏度分析,选择对开关磁阻电机优化目标影响较大的3个本体参数（匝数、转子极弧系数、气隙）和两个控制参数（开通角、关断角）作为决策变量,采用有限元分析、GA-BP法建模和NSGA-II算法进行多目标寻优,得到最优解。仿真结果表明,运用GA-BP-NSGA-II优化设计方法对提升开关磁阻电机的系统驱动性能有显著效果。     

SRD新型控制策略研究

叙述了SRD控制技术的研究现状,并对其发展方向进行了展望．着重介绍了河北工业大学SRD课题组在消除SRD的转矩脉动以及提高SRD性能方面的几种新型控制策略的研究概况,主要包括SRD的微步控制,SRD的直接转矩控制和基于模糊逻辑的关断角θoff的优化控制．     

基于DSP控制的开关磁阻电机可逆传动系统

为了优化相电流波形，减少转矩脉动，改善系统的静、动态特性，提出了开关磁组电机（SRM）系统软、硬件综合优化策略.根据SRM的转矩相电流和转子位置角的非线性关系，将系统的运行状态划分为8种不同的工作状态.针对不同运行状态的特征，采用了电压斩波控制（CVC）、电流斩波控制（CCC）、角度位置控制（APC）以及换相逻辑控制策略.使用数字信号处理器（DSP）为控制器，智能功率模块（IPM）为功率变换器，完成了带有能耗制动环节和能在四个象限运行的可逆传动系统的设计，以及软、硬件的研制，并建立了实验系统.试验结果表明，采用软、硬件综合优化策略的系统有优良的静、动态特性.     

基于模糊自适应PID控制的SRD研究

分析开关磁阻电动机驱动系统(SRD)的结构与总体控制方案;分析开关磁阻电动机非线性数学模型;分析模糊自适应PID控制的原理。在Matlab/Simulink中建立基于模糊自适应PID控制的SRD动态仿真模型,仿真结果证明:基于模糊自适应PID控制的SRD能明显减小转速超调和转矩脉动,提高系统鲁棒性,得到更好的动态性能。     

基于转子磁链观测的无速度传感器PMSM DTC

针对常规永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制（DTC）系统转矩、磁链脉动大的问题，引入了模糊逻辑思想，根据PMSM DTC的系统特性设计了专门的模糊逻辑控制器，该控制器采用磁链幅值误差、转矩误差以及磁链空间位置作为输入量，选取电压矢量作为输出量对电机进行直接控制.在此基础上根据所提出的PMSM模糊DTC系统的特点研究了基于转子磁链观测的速度估计策略，讨论了无速度传感器PMSM模糊DTC系统的实现方式.仿真和实验结果验证了这种基于转子磁链观测的PMSM模糊DTC系统在动、静态两方面均具有更好的性能，且不增加系统结构和控制的复杂性，是一种具有实用前景的适用于PMSM DTC的无速度传感器控制策略.     

开关磁阻电机优化设计方法

针对开关磁阻电机运行时转矩脉动、噪声和振动比较大的缺点,从电机结构尺寸和参数优化设计方面,阐述了使开关磁阻电机转矩脉动、噪声和振动降低的方法及发展趋势.     

开关磁阻电机转子斜槽结构的分析与设计

开关磁阻电机具有周期性的转矩脉动,由此产生的振动和噪声一直是制约其发展的重要因素。本文针对电机的结构特点,将电机转子进行斜槽,并对样机进行了有限元计算,详细分析了转子斜槽结构对电机的静态特性的影响,并将斜槽前后的结果进行了对比。分析表明,转子斜槽结构可有效改善电机性能,并对转矩脉动具有一定的削弱作用。     

基于DSP的开关磁阻电动机微步控制策略研究

提出了一种基于瞬时电流控制的抑制开关磁阻电机转矩脉动的微步控制策略．首先，由电机的矩角特性和转矩星型图，控制不同位置时各相电流幅值的大小，合成出多个派生转矩矢量，近而使电机步进角减小即每转步数增加，从而使转矩能够平滑过渡，达到减小电机转矩脉动的目的；其次，采用高性能的TMS320F2407DSP控制器实现了该控制方法，仿真结果表明该控制策略不仅简单，而且有效地减小了转矩脉动。     

基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统

为了解决传统直接转矩控制中采用转矩和磁链滞环比较器给系统带来的转矩和磁链脉动大问题,本文提出一种基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统,并在MATALB/Simulink下进行了仿真研究.结果表明,此方法通过电压矢量调制产生定子的预期电压,并采用PI控制器,与传统直接转矩控制相比,该系统下的定子磁链和电磁转矩脉动减小比较明显,转速变化不大,具有良好的静动态响应性能.     

基于转矩角的永磁同步电动机弱磁控制研究

为提高永磁同步电机(PMSM)的性能和调速空间,设计一种以转矩角为控制对象的弱磁控制策略.利用电压矢量在静止两相坐标系的变换值与直流母线电压的参考值构成负反馈,并运用防积分饱和PI调节器得到一个控制参数,并将其作用到定子电流矢量的转矩角上.通过调整转矩角使得定子电流矢量工作在弱磁区域,以得到PMSM更大的调速空间.该策略可实现电压矢量近似连续调节,有效减小了PMSM的转矩脉动,提高了系统的性能.最后,借助MATLAB构建了转矩角弱磁控制系统的仿真模型,结果验证了该弱磁系统的可行性和快速性.     

开关磁阻电机的离散滑模变结构控制

开关磁阻电机存在较大的转矩脉动,为了更好地抑制开关磁阻电机转矩脉动,采用离散滑模变结构控制方法,建立了该方法的数学模型,设计了离散滑模变结构控制器,对电机的转矩和转速进行了仿真。仿真结果表明,离散滑模变结构控制技术能有效地降低开关磁阻电机的转矩脉动,并且可以提高系统的响应速度。     

基于模糊PI有效磁链直接转矩控制系统的研究

传统永磁同步电机直接转矩控制系统存在磁链和转矩脉动大,在低速状态下难以进行精确控制的问题,而采用PI作为调速系统的控制器又存在对参数适应能力不强的缺陷。因此,为了改善永磁同步电机的性能,采用一种有效磁链滑模算法,以静止坐标系定子电流和有效磁链为状态变量,通过有效磁链推导出定子磁链,将模糊PI控制器代替传统PI控制器,实现对传统直接转矩控制的优化。仿真实验结果表明,该控制方法具有较强的适应性和鲁棒性。     

增强电动助力转向系统抗干扰性能的混合H_2/H_∞控制

根据纯电动大客车电动助力转向(EPS)系统工作的具体要求,开发了适合电动大客车EPS系统使用的循环球式转向器,并建立了其动力学模型。针对EPS系统存在模型、干扰、噪声等不确定性,以及对系统鲁棒性和动态特性的要求,运用加权指标方法设计和优化了混合H2/H∞控制器,并进行了仿真分析。结果表明:基于混合H2/H∞控制的EPS系统可有效抑制路面随机激励、转矩传感器噪声以及减少转向盘振动,使驾驶员获得较满意的路感。台架试验表明:提出的控制方法是有效可行的,设计的EPS系统可有效改善大客车的操纵稳定性。     

基于二阶滑模的永磁同步电机直接转矩控制研究

为解决传统直接转矩控制系统中存在的定子磁链与电磁转矩波动较大问题,提出了一种基于滑模变结构的控制方案。利用SVPWM空间电压矢量脉冲宽度调制代替滞环控制以及开关表,用转矩与磁链的二阶滑模控制器取代传统PI调节器,加强了转矩和磁链的控制精度,抑制其抖振。用滑模观测器代替传感器,提高了调速系统的控制性能和抗干扰能力。Matlab仿真实验结果表明：改进后的控制系统可以有效地降低磁链和转矩脉动,改善其静态、动态性能及系统的鲁棒性。     

基于迭代学习的开关磁阻电动机最优控制研究

以转矩脉动最小化为目标,提出了一种开关磁阻电动机（SRM）最优控制器的设计方法.基于迭代学习控制（ILC）的基本原理,阐述了单输入单输出（SISO）非线性系统中ILC的收敛性和稳定性的一般性结论.建立了以非线性磁链模型为基础的SRM数学模型.所设计的最优控制器由基于转矩分配函数（TSF）的转矩控制器和电流控制器构成,转矩控制器根据期望转矩经过“学习”得出期望电流曲线,电流控制器经过“学习”使实际输出电流逼近期望电流曲线,从而实现转矩控制.仿真结果表明,在恒转矩负载下,转矩脉动减小,且具有较好的收敛性与稳定性,达到了转矩脉动最小的优化目的.     

一种改进的永磁同步电机SVM-DTC控制方法

永磁同步电机传统DTC控制方法由于采用滞环控制方式导致电机转矩和磁链脉动较大,而SVM控制方法基于对转矩和磁链误差的精确补偿从而能够有效降低二者的脉动,但传统SVM控制方法包含了转速和转矩角两个PI调节器,两个调节器的参数设计比较复杂,也直接影响了电机性能.本文从DTC控制转矩角这一本质出发,提出了一种改进的SVM控制方法,通过动态调整转矩角调节器的输出限幅值即可实现对电机转矩的高性能控制,从而省去了复杂的PI参数调试过程.仿真结果验证了所提控制方法的正确性和有效性.     

一种新型的异步电机SVM-DTC方法

为解决传统SVM-DTC控制方法在低速时稳定比较困难的问题,提出一种新型SVM-DTC控制方法。采用闭环控制的磁链估算新方法,克服在开环控制中磁链估算带来的饱和或直流漂移等缺点;在空间矢量调制中用模糊控制器替代传统的PI控制器,使转矩误差最小,保持恒定的开关频率。实验结果表明,在低速时,该方法比传统方法的磁链脉动和转矩脉动分别减少25 %和33 %,能消除直流漂移等问题,提高系统的控制性能。     

基于模糊控制的异步电动机直接转矩控制系统研究

针对传统的异步电动机直接转矩控制中存在低速运行时电动机转矩脉动较大的问题,提出了一种基于模糊控制的直接转矩控制系统模型.该模型采用三输入单输出的结构,将磁链相位角、磁链幅值误差和转矩误差作为模糊变量,并对其进行模糊分级,以此达到优化空间电压矢量选择的目的.并在Matlab/simulink中进行仿真,结果表明该方法有效的减小了转矩脉动,同时有更好的速度响应.     

电动车3kW开关磁阻电机控制系统研究

在分析电动车用电机工作特性的基础上,设计了3kW开关磁阻电机的控制系统,包括：基于模糊推理规则的间接转子位置估算方法,功率变换器的主电路结构,控制器的实现方法,对电机的中速运行区间进行了深入研究．采用TMS320C32 DSP控制器,使电机在单相通电APC控制方式下,转速可达到4000r／min,并对系统进行了实验研究,调速性能稳定,满足了一般电动汽车的要求．     

PMLSM推力波动抑制分段斜极方法研究

为了有效抑制推力波动,提高电机定位、出力及速度精度,分析了永磁直线同步电机(PMLSM)推力波动特点,指出采用分数槽及电枢长度调节之后,2、4、6次波为PMLSM推力谐波主要成分,与以12倍次为主的齿槽力波动不同;在对分段斜极方案优点分析、推力谐波斜极系数计算、电磁推力削弱系数计算的基础上,对斜极角选取策略进行了分析,结果表明:因推力波动的成因和表现不同,直线电机与旋转电机最佳斜极角选取公式有差异;阐述了利用二维有限元计算三维非对称斜极运动模型的方法,用该方法对斜极系数-分段数关系、斜极系数-斜极角关系进行了计算,验证了PMLSM次级永磁分段数及斜角选取的分析.结果表明:永磁体2分段并取30°斜角可使推力波动下降到61.3%且保持96.8%出力.