开关磁阻电机的非线性建模转矩估计研究

开关磁阻电机(SRM)的双凸极结构使其电磁特性呈高度非线性,本文在对SRM磁化特性曲线(θ,i)分析的基础上,采用了一种倒数函数来建立SRM模型的方法.在获得SRM特殊转子位置处的磁链数据点的基础上,利用傅里叶级数分解和倒数函数来拟合SRM磁链特性,进而推导出电磁转矩模型.本文借助Matlab软件,搭建了开关磁阻电机直接瞬时转矩控制(DITC)的非线性建模转矩估计系统模型,并进行了仿真,仿真结果表明该模型能很好反映实际的电磁转矩,验证了所建模型的准确性和有效性.     

路径积分法获取电动汽车用SRM磁链特性应用

针对单元能量扰动法在求取电动汽车(EV)用开关磁阻电动机(SRM)磁链特性时存在计算量大,操作复杂、计算原理不易理解等缺点。在建立SRM二维有限元模型的基础上,对SRM在不同相电流和转子角度下的电磁场分布进行了有限元分析计算,根据SRM工作时电磁场分布特点,提出了一种基于预定义路径的线积分来求取SRM磁链特性的方法。得到了SRM磁链特性,并与单元能量扰动法求取磁链特性进行了比较,结果表明,采用路径积分法求取SRM磁链特性原理简单,操作方便,计算量小,结果准确可靠。最后通过与实测法得到的SRM磁链特性比较表明,由路径积分法得到的SRM磁链特性结果较准确地反映了SRM内部电磁关系,可以作为SRM非线性建模和各种分析优化的基础。     

三相全桥式SRM的等效电路模型及其静态特性

针对三相全桥式功率变换器驱动的短磁路互感耦合开关磁阻电机(short-flux path mutual-ly coupled switch reluctance motors,S-MCSRM),在任意时刻必须两相同时导通的特点,提出等效磁链的概念并给出等效电路模型,推导等效磁链方程。通过有限元计算得到S-MCSRM的自感,相电感,相间互感及等效电感,并和传统开关磁阻电机(switch reluctance motors,SRM)作对比分析。此外,根据S-MCSRM转矩方程,对比分析了两种电机自感和互感随相电流变化的规律,分别得出两种电机自感和互感对输出力矩的影响,在此基础上,研究了两种电机不同开通角对转矩脉动系数的影响。研究结果表明,通过合适的控制策略,新型S-MCSRM具有较大输出力矩和较小转矩脉动系数。     

一种开关磁阻电机非线性磁链与转矩建模方法

开关磁阻电机(SRM)由于磁化曲线高度饱和非线性的特点,造成传统的电机性能分析和建模方法很难运用到SRM中。根据SRM磁链曲线的特点,提出了一种带修正因子的反正切函数来建立SRM模型的方法。在获得SRM 5个特殊转子位置处的9个磁链数据点的基础上,利用傅立叶级数分解和反正切函数来拟合SRM的磁链特性,并推导出电感和电磁转矩模型。该模型函数表达式简单、系数修改方便、计算精度高,并且能够直观的反映SRM的磁链、电感和转矩变化情况。以一台550 W、6/4极SRM为例,进行了仿真与实验比较,结果表明该模型能够很好的反映SRM的实际工作状况,验证了所建模型的精确性和有效性。     

基于BP神经网络的开关磁阻电机建模及仿真

为了改善开关磁阻电机的性能分析和控制效果,建立精确的开关磁阻电机模型是极其重要的。在获得准确的电机电磁特性基础上,利用神经网络所具有的非线性映射能力,建立开关磁阻电机非线性模型。本文采用基于附加动量法的BP神经网络建立开关磁阻电机磁链模型和转矩模型,同时在Matlab/Simulink平台上搭建电机控制系统模型。实验表明,该建模方法能满足开关磁阻电机驱动系统的高性能要求。     

样条函数仿真开关磁阻电机稳态特性

鉴于开关磁阻电机的电磁关系很复杂,采用Ansys有限元分析软件计算开关磁阻电机的磁链曲线和矩角特性,利用有限元计算结果建立了开关磁阻电机的数学模型,采用样条函数仿真法实现开关磁阻电机的电流和转矩波形计算,仿真样机稳态特性。     

开关磁阻电机磁链与转矩建模

为抑制开关磁阻电机(SRM)转矩脉动,从电机设计和控制的角度出发都需要快速、正确地获取其磁链和转矩模型。本文根据SRM磁链随角度、电流的变化特点,取6个特殊转子位置处的磁链数据,用七次多项式函数来建立SRM磁链模型和转矩模型,与有限元计算结果对比表明,所提方法具有快速和准确性。     

基于RBFN-AFS的开关磁阻电机非线性模型与动态仿真

针对开关磁阻电机(SRM)电磁特性存在饱和非线性、多变量、强耦合的特点,提出了一种基于径向基函数网络的自适应模糊系统(RBFN-AFS)建立SRM模型并进行动态仿真的新方法.该方法在实测SRM磁链和转矩特性的基础上,采用递阶自组织学习(HSOL)算法对RBFN-AFS网络进行学习训练,使网络从样本数据中估计出未知的模糊规则,并在学习训练过程中不断更新和修正网络隐层节点参数矢量和连接权值,最终实现磁链与转矩对转子位置角和相电流的非线性映射关系,与其他建模方法相比,该模型具有更快的计算速度和更好的泛化能力.将基于RBFN-AFS网络的电流-磁链和转矩模型应用于SRM调速系统的动态仿真分析中,通过仿真与实验比较,此方法能够很好地预测SRM的动态和稳态运行特性.这种基于RBFN-AFS的建模方法为实现SRM的各项性能分析和各种实时控制提供了一种新的思路.     

基于TSF与模糊开关角的SRM建模与控制系统仿真研究

开关磁阻电机(SRM)的模型直接影响电机性能分析以及控制效果,虽然SRM结构简单,但开关磁阻电机双凸结构和磁路的严重饱和,使其精确建模十分困难。针对这一问题,提出一种基于BP神经网络建立开关磁阻电机电流、转矩模型的查表方法。利用有限元软件得到的样本数据对BP神经网络进行离线训练,输出期望数据,用于查表法的SRM非线性模型。利用转矩分配控制和模糊开关角控制可有效抑制SRM的转矩脉动。仿真实验结果表明,所提方法转矩计算速度快、计算精度高,可以满足实时控制的要求,有效地减小了电机的转矩脉动。     

开关磁阻电动机非线性磁链模型

由于开关磁阻电机磁路的不规则和局部区域磁场的严重饱和,物理的解析方法建立其磁链模型是非常困难的.该文提出了一种数学拟合的非线性解析建模方法,它依靠开关磁阻电机全域的磁化特性拟合解析的磁链模型.并依靠最小二乘法来确定磁链模型的参数,从而保证了非线性磁链模型将能反映开关磁阻电机全域的磁化特性.最后给出的本模型和其它两种磁链模型求解静态转矩特性的仿真比较证实了本模型的有效性.     

磁链模型的双开关磁阻电机无位置传感器控制

针对开关磁阻电机( SRM)转子位置传感器带来的成本提高、可靠性降低的问题,研究双SRM无传感器控制.利用SRM两个特殊位置的磁链特性,建立非线性磁链解析模型,给出磁链模型中的参数计算方法,提出双开关磁阻电机无位置传感器控制策略.以TMS320F2812 DSP为控制核心,搭建两台18.5 kW SRM控制器,并实现双...     

神经网络在开关磁阻电机建模中的应用

为实现开关磁阻电机系统（SRD）的高性能控制,需建立开关磁阻电机（SRM）的准确磁特性模型。由于SRM磁特性为转子位置和相电流的高度非线性函数,因此建模非常困难。利用神经网络具有良好的非线性映射能力,在获取准确磁特性样本数据基础上,建立SRM的非线性模型。仿真结果表明,该模型能正确反映SRM的磁特性。     

基于简化磁链法的SRM无位置传感器的研究

为了提高开关磁阻电机(SRM)调速系统的适用范围,在直接转矩控制SRM的条件下,提出了一种基于简化磁链法的转子位置辨识方法。选取一条特定位置的电机磁链特性曲线,通过神经网络对磁链特性曲线进行拟合,与检测的实时磁链比较,输出比较脉冲信号,编译脉冲信号得到转子位置角。在MATLAB/Simulink环境下搭建了SRM转子位置辨识控制模型,对简化磁链法转子位置辨识进行了仿真。结果表明了简化磁链法能够简化控制系统,提高系统的可靠性。     

神经网络在开关磁阻电机建模中的应用

为实现开关磁阻电机系统(SRD)的高性能控制,需建立开关磁阻电机(SRM)的准确磁特性模型.由于SRM磁特性为转子位置和相电流的高度非线性函数,因此建模非常困难.利用神经网络具有良好的非线性映射能力,在获取准确磁特性样本数据基础上,建立SRM的非线性模型.仿真结果表明,该模型能正确反映SRM的磁特性.     

基于磁链级数模型的开关磁阻电机无位置传感器控制

利用两个特殊位置的磁链模型,建立了较为精确的开关磁阻电机(SRM)非线性解析模型。与需要大量磁链数据的传统建模方法相比,容易实现且计算效率高。在此基础上提出了开关磁阻电机位置检测方法,并开发完成了一台15kW三相12/8极无位置传感器SRD样机。实验结果表明,该系统具有较好的动态特性和较高精度,系统最大位置检测误差≤2°。     

开关磁阻电机磁链特性在线建模方法

针对堵转实验或有限元分析获取开关磁阻电机(SRM)磁链特性繁琐耗时、算法复杂、可移植性差等不足,在分析了磁链计算原理基础上,提出了电感上升区间恒流激励方法,设计了磁链特性在线建模平台,给出了其运行方案和流程。样机在线建模结果证实了该方法的可操作性和可移植性,磁链数据误差小于0.008 Wb,为后续电机优化控制、转矩脉动抑制、性能提升及双电机协同控制系统功率平衡输出奠定了实验数据基础。     

基于边界约束RBF网络的SRM磁链特性在线建模

针对开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)本体非线性所带来的难以建模的问题,研究了SRM的磁链特性在线建模。在分析边界约束RBF网络(boundary constraints radial basis function,BC-RBF)的拓扑结构与学习算法的基础上,提出了以DSP为控制核心的SRM磁链特性在线建模方法,搭建了磁链特性在线建模实验平台。18.5k W和132k W两台样机的在线建模实验结果表明,该方法能够实现不同功率等级下SRM磁链特性在线建模,建模误差小于0.01Wb,该方法通过转速开环恒定电流方式在线检测获得电机原始数据,因而无需增加额外硬件检测设备,具有可行性和可移植性,为开关磁阻电机的磁链特性建模提供了一种易于实现的方案。     

基于自适应网络模糊推理系统的开关磁阻电机建模方法

提出一种开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)数学建模的新方法：在已知开关磁阻电机静态电感曲线和矩角特性曲线的基础上,将自适应网络模糊推理系统(adaptive network based fuzzy inference system,ANFIS)用于SRM的整体建模中。该模糊推理系统由5层网络构成,将模糊推理与神经网络有机结合起来,利用它的自学习功能计算出模糊系统的隶属度函数以及相应的模糊规则,形成一个结构简单、紧凑的网络来实现电机绕组电流、转子位置角与电感和转矩的非线性映射关系,然后离线训练得到电感与转矩模型。把这种基于ANFIS的电感和矩角模型应用于SRM的系统建模中,以550 W、6/4极SRM为例,进行了仿真与实验比较,结果表明此建模方法能够较好的反映SRM的实际工作状况,从而为SRM系统的建模分析与设计提供一种新的有力的工具。     

12/14混合定子磁悬浮开关磁阻电机磁链特性及磁链建模研究

12/14混合定子磁悬浮开关磁阻电机(HSBSRM)的磁链是计算电磁转矩和径向悬浮力的基础,是实现电机稳定旋转和悬浮的前提。针对常规解析法建立的12/14HSBSRM磁链模型的局限性,提出了基于贝叶斯证据框架最小二乘支持向量机(LS-SVM)的磁链建模方法。通过有限元法分析了HSBSRM悬浮绕组与转矩绕组磁链的耦合关系、悬浮绕组间磁链耦合关系绕组磁链与径向位移关系、悬浮绕组磁链与转子位置角关系,建立了基于贝叶斯证据框架LSSVM的磁链模型,仿真结果表明所提方法能够快速准确的建立磁链模型。     

新型两相励磁开关磁阻电机驱动系统的稳态特性分析

该文通过建立开关磁阻电机(SRM)的等效磁网络模型，分析了新型两相励磁控制策略(TPE)下电机的稳态特性。与传统的控制方案不同，两相励磁方案下电机自感磁链和互感磁链都是产生有效转矩的关键因素，文中详细介绍了通过求解等效磁网络模型取代计算绕组的自感和互感，来研究电机的运行特性的方法。实验结果与仿真分析结果的非常接近，证明所提出的方法是正确的。