基于模糊神经网络开关磁阻电动机高性能转矩控制

开关磁阻电动机由于其转矩是各相电流与转子位置角的高度非线性函数, 传统控制方法难以对其达到有效的控制. 应用模糊神经网络对开关磁阻电动机静态转矩特性逆模型进行离线学习, 学习完成之后, 在转矩分配函数的基础上, 实时在线优化出期望转矩所需要的相电流波形, 从而实现开关磁阻电动机的转矩线性、解耦、无脉动控制. 计算机仿真结果证明了这种方法的有效性.     

一种减少开关磁阻电机转矩脉动的算法

在电机转矩性能优化问题的研究中,针对开关磁阻电机在常规PID算法调速运行时,转矩脉动系数大的问题,提出了一种利用TS-ITAE(时间乘绝对误差的积分)的开关磁阻电机自适应控制的新方法,用交流测量法测量开关磁阻电机不同位置以及不同电流下的电感值,得到其局部的线性函数,利用ITAE准则得到开关磁阻电机局部的最优控制器函数,通过模糊TS模型实现全局的非线性控制.将常规PID控制算法和TS-ITAE控制算法分别用于开关磁阻电机的转速-电流调速系统进行仿真.仿真结果表明:采用TS-ITAE控制算法比常规PID控制算法的转矩脉动系数小,动态特性好.     

开关磁阻电机高性能间接瞬时转矩控制

针对开关磁阻电机(switched reluctance motor, SRM)在运行过程中存在明显转矩脉动的问题,提出一种基于自适应PI算法的高性能间接瞬时转矩控制方法。通过PI型迭代学习控制算法实现相转矩指令到相电流指令的精确映射,PI型迭代学习控制算法的学习能力可消除传统线性转矩逆模型的求解误差。利用开关磁阻电机中增量电感的特点设计了自适应PI电流环,可自动调整电流控制器的增益,消除电感在不同位置对电流环跟踪控制的影响,进而可有效抑制开关磁阻电机的转矩脉动。对三相12/8极开关磁阻电机调速系统进行了仿真分析,仿真结果验证了所提高性能间接瞬时转矩控制策略的有效性。     

调压方式下开关磁阻电机的变结构控制

针对开关磁阻电机转矩脉动的缺点,在调压方式下利用变结构控制,同时配合以电流斩波和适当的开关角度来控制开关磁阻电机,提高了系统的鲁棒性。仿真实验结果表明,该控制方式效果良好,实际可行;用于固态物料的料位探测,克服了因转矩脉动造成的低速不稳定现象。     

基于滑模变结构的开关磁阻电机控制仿真

研究开关磁阻电机的非线性及转矩脉动是其较为突出的缺点.从滑模变结构的理论出发,通过将一类通用滑模变结构控制方法应用到开关磁阻电机的控制系统中.在开关磁阻电机精确模型未知情况下,利用滑模变结构控制的快速性和完全自适应性,实现对开关磁阻电机的有效控制.经仿真结果表明,方法能够有效降低开关磁阻电机的转矩脉动,并改善开关磁阻电机的动态性能,同时具有较强的鲁棒性.     

基于自抗扰迭代学习控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制

针对开关磁阻电机双凸极结构和磁路饱和非线性导致开关磁阻电机转矩脉动大的问题,本文基于一种新型的数据驱动控制方法—–自抗扰迭代学习控制,将开关磁阻电机看成是空间重复运动对象,设计空间迭代域补偿机制用于抑制电机非线性特性所带来的换相转矩脉动,提出了基于空间域扩张状态扰动补偿机制的转矩分配控制策略.在无法精确获取电机非线性模型的情形下,设计了非线性转矩补偿器和电流控制器对各相电流进行精确补偿和精确跟踪控制.仿真研究表明,基于自抗扰迭代学习的控制策略能显著快速地抑制开关磁阻电机的转矩脉动,可望在开关磁阻电机的实际应用中发挥作用.     

开关磁阻电机的模糊滑模控制策略研究

本文提出一种带有模糊滑模控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制方案.针对SRM的非线性和时变性,设计了以电流偏差作为切换函数的滑模变结构控制器,并运用模糊规则对开关增益量进行智能控制,增强了系统准确性和稳定性.仿真结果表明此方案能够精确跟踪绕组电流,有效抑制转矩脉动,实现SRM电动机的高性能控制.     

开关磁阻电机转子位置软测量建模与仿真

位置检测是开关磁阻电机调速系统中的重要环节。实时、准确的位置信息是开关磁阻电机正确运行的关键。由于其转子位置角是各相磁链与电流的高度非线性函数,传统线性及解析的方法难以精确求得。提出了基于BP神经网络的位置检测方法,采用BP神经网络建立软测量模型,通过离线和在线相结合的方法对网络进行训练,建立开关磁阻电机的电流、磁链与转子位置之间的非线性映射,从而实现SRM转子无位置传感器的检测。仿真及实验结果表明,方法能够实现电机转子位置的准确估计,进而实现开关磁阻电机的无位置传感器控制。     

单相励磁8/6极开关磁阻电动机转矩数学模型

为研究8/6极开关磁阻电动机转矩输出特性,阐述了开关磁阻电动机单相励磁原理,利用Maxwell 2D有限元软件分析了电动机齿极间气隙处磁路分布,并提出了一种适用于8/6极开关磁阻电动机的新型椭圆磁路模型;在该模型基础上求解气隙磁导,得到了电动机处于平衡位置时的转矩数学模型;最后,通过有限元仿真结果证明了转矩数学模型的正确性。     

16/12极开关磁阻电机调速系统设计

影响开关磁阻电机推广的主要因素之一就是其转矩脉动较大.为了降低转矩脉动,在传统四相8/6极开关磁阻电机基础上,提出了四相16/12极开关磁阻电机的新型结构.电机控制单元采用处理速度较强的STM32F051C作为该型电机的控制芯片,并通过直接转矩控制算法对电机转矩进行控制.通过在测功机上的空载和加载试验,得出电机在不同工作状态下的绕组电流波形,经测试分析,该系统调速性能良好.     

基于Matlab/Simulink和Ansoft/Rmxprt的开关磁阻电机系统控制仿真研究

开关磁阻电机(SRM)应用前景看好,结合采油机设计,通过SRM数学模型研究建立了由位置选择模块、电压逆变模块和电机本体模块等,经转速、电流双闭环构成的SRM系统,基于Matlab/Simulink构建了SRM仿真模型。又使用Ansoft/Rmxprt构建相同参数的SRM系统模型并进行分析。两者仿真结果基本一致且符合理论规律和经验数据。采用Matlab/Simulink和Ansoft/Rmxprt的仿真各具特点,可根据需求选择或配合使用进行电机系统及其控制策略的研究、分析和优化。     

基于模糊自整定PID开关磁阻电机速度控制系统的建模与仿真研究

在Matlab 2008a/Simulink环境下,建立了三相(6/4极)的开关磁阻电机的速度控制系统动态仿真模型,对基于模糊自整定PID的开关磁阻电机速度控制系统进行了仿真研究,并与基于常规PID的开关磁阻电机速度控制系统仿真结果进行了对比。对比结果表明,采用模糊自整定PID控制算法,系统速度控制性能明显优于常规PID控制算法。     

矩阵式变换器的双电压控制策略及其仿真

讨论了基于双电压瞬时值控制的矩阵变换器的开关状态及控制函数, 并在源开关的理论基础上推导出开关状态控制函数表, 最后通过仿真分析, 给出了电压、电流的波形, 验证了理论分析的正确性, 为矩阵式变换器的软硬件设计和实现提供了理论基础.     

Improving performance of switched reluctance motor by fuzzy logic controller

This paper presents torque ripple minimization of a switched reluctance motor (SRM) by using a fuzzy controller. The nonlinear model of the SRM and the mathematical model of the converter circuit are driven. The motor used in both simulation and experiment is an 8/6 four phase SRM with a C-Dump converter. The applied fuzzy controller adjusts the value of the reference current to keep the speed of the motor constant. The results show that the fuzzy logic is effective in reducing the torque ripple of the motor, and compensating for the nonlinear torque characteristics. The experimental result is given for a current control algorithm, and it shows that the quite nonlinear model of the SRM is well defined. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种开关磁阻电机建模方法的研究与实现

由于开关磁阻电机的非线性特点,难以建立一个精确的开关磁电机的模型,为了精准建立开关磁阻电机模型,利用径向基函数神经网络良好的非线性映射能力在获取准确磁链样本数据基础上训练神经网络,利用训练的径向基神经网络构建开关磁阻电机非线性模型.在此基础上,采用角度位置控制和电压脉宽调制控制相结合的方法搭建开关磁阻电机驱动控制系统的仿真框架.仿真结果表明:利用径向基函数神经网络的方法可以克服开关磁阻电机的非线性问题,所建立的开关磁阻电机模型可以正常稳定运行.从而证明上述方法的合理有效性.     

CO_2弧焊波形控制的仿真

该文对研制的一种新型CO2 弧焊IGBT电流波形控制器的波控过程进行了计算机仿真 ,仿真结果与工艺试验是吻合的。研究表明用本文研制的仿真系统可对电流波形控制参数进行仿真试验 ,并可确定不同焊接规范对应的波控参数 ,从而为研究波控参数对焊接熔滴过渡过程的影响规律 ,确定实时电流波形控制的基本模式提供依据。     

Design and simulation based validation of the control architecture of a stacker crane based on an innovative wire-driven robot

Automated Storage/Retrieval Systems (AS/RS) have an important role in the improvement of the performance of automated manufacturing systems, warehouses and distribution centers. Existing AS/R systems are usually based on Cartesian Storage/Retrieval Manipulators (SRM). Such systems have reached their maximum performance due to the limitations of their underlying mechanical design and associated control architecture. Going beyond the limits of existing systems requires structural innovation and breakthrough solutions to enhance their design and performance. In this study, we introduce the design and simulation based evaluation of a stacker crane based on an innovative wire-driven SRM. We describe the basic components and provide an overview of the mechanical design of the system. We design the high-level control architecture that allows handling mini-load operations. We develop the equations that determine the single and dual command cycle times for the wire-driven SRM in case of random and class-based storage policies. We validate the suggested control architecture using a simulation software specifically developed for this purpose. We benchmark the wire-driven SRM against an equivalent Cartesian SRM. Results show that the new wire-driven SRM design and control architecture are more competitive than Cartesian SRM in terms of travel cycle times, and more suitable for buildings growing in height.     

基于MATLAB非理想反电动势无刷直流电机仿真

通常无刷直流电机的反电动势通常不呈理想梯形波,为了对非理想反电动势无刷直流电机进行建模,结合转速稳定下无刷直流电机反电动势波形具有周期性的特点,针对转速稳定时的一个电气周期内的反电动势波形进行分析,在满足狄利克雷条件下,提出了一种基于傅里叶级数展开的复杂非理想反电动势无刷直流电机建模方法。在MATLAB中采用该方法对非理想反电动势无刷直流电机建模,并对不同驱动方式下非理想反电动势无刷直流电机的转矩波动进行仿真。最后,分析并比较了8种不同驱动方式下的仿真结果,为非理想反电动势无刷直流电机驱动设计提供参考。     

永磁同步机变频调速系统MATLAB建模与仿真

永磁同步电机由于谐波少、转矩的精度高,常用于伺服系统和高性能的调速系统.为研究需要,对其物理模型进行简化,建立了电机的数学模型及其基本方程.本文采用使直轴电流id=0方法进行研究,得到了基于转子磁场定向矢量控制下的电机电磁转矩方程.在Matlab/Simulink搭建整个系统仿真模型、转速和电流控制模块,并对系统进行仿真.仿真结果表明所得波形符合理论分析,系统响应快、超调量小,系统运行稳定,具有良好的动、静态特性.该方法采用易扩展的模块化设计,可在线修改和观察所有参数以及参数变化对系统控制效果的影响,从而能方便地验证各种控制策略,并据此选出高效的快速设计方案,缩短了研制周期,对系统设计和调试起到了很大的作用.