抑制开关磁阻电动机转矩波动控制方法综述

开关磁阻电动机较大的振动噪声和转矩波动问题制约了其应用。为此通过总结国内外开关磁阻电动机抑制转矩波动控制技术相关文献,分类综述了降低开关磁阻电动机转矩波动的控制策略,分析和介绍了各控制策略的优缺点。     

基于正弦模型的开关磁阻电动机输出转矩脉动的最小化

提出了一种新的开关磁阻电动机输出转矩的正弦模型,基于正弦模型介绍了开关磁阻伺服电动机控制系统的输出转矩消脉动控制策略,并对上述的控制策略进行了仿真,最后以三相(12/8)结构的开关磁阻伺服电动机为对象进行了相关实验.试验验证了该输出转矩消脉动方案的可行性.     

基于转矩矢量控制的开关磁阻电机转矩脉动控制

转矩脉动是开关磁阻电动机较为突出的缺点。文章基于电机的线性模型，提出了开关磁阻电动机转矩矢是控制策略，通过控制开关磁阻电动机各相绕组电流－位置曲线，在空间合成多个转矩矢量，以减小转矩脉动，仿真结果表明，这种控制策略不但控制简单，而且能够在低速下有效地抑制开关磁阻电动机转矩脉动。     

开关磁阻电机启动转矩控制策略研究

针对开关磁阻电动机启动过程容易产生制动转矩使转速下降的问题,介绍了开关磁阻电机启动过程工作原理,分析了开通角和关断角对启动转矩的影响,提出了一种电流双闭环的启动转矩控制策略,建立了基于Matlab/Simulink的开关磁阻电动机启动系统仿真模型,与传统的电流单闭环控制策略相比,该方法能有效减小启动过程的制动转矩,使转速平稳上升。     

一种开关磁阻电动机转矩控制的新方法

系统阐述了开关磁阻电动机(Switched reluctance motor,简称SR电动机)转矩分配控制策略的原理，介绍了SR电动机转矩分配控制策略的研究现状及其存在的问题，提出了面向转矩误差最小化的转矩分配控制新策略，其核心在于求解多函数变量优化问题，给出了该优化问题标准形式及其数值解法，对基于转矩分配控制策略的SR电动机速度控制系统进行了数值仿真和实验研究，仿真结果一定程度上验证了所提出的控制策略的可行性。     

开关磁阻电机转矩控制策略研究

给出了一种开关磁阻电机驱动系统转矩控制方案,通过对SRM电动机转矩的实时观测,利用模糊神经网络设计了一种SRM转矩闭环控制器.理论分析和仿真结果表明,该SRM电动机转矩闭环控制策略能够有效地控制SRM电动机相转矩按期望相转矩变化,从而实现了开关磁阻电机驱动系统高性能、低脉动转矩控制.     

开关磁阻电机高性能转矩控制策略研究

将开关磁阻电动机转矩控制系统分为三级控制子任务:换相策略、转矩控制器和电流控制器,并根据上述结构化设计思想,给出了一种基于神经网络转矩逆模型和滑模电流控制器的开关磁阻电动机高性能转矩控制方案.仿真结果表明该方法能够有效地控制开关磁阻电动机相转矩按期望变化,从而实现了其高性能转矩控制.     

基于模糊PID的开关磁阻电动机同步控制系统设计

针对开关磁阻电动机同步控制系统中存在功率输出不平衡等问题,在分析开关磁阻电动机数学模型及平均转矩在线计算方法的基础上,基于交叉耦合控制策略,提出了一种由速度反馈和转矩反馈组成的交叉耦合控制系统。并基于模糊PID控制策略,设计了一种模糊PID转矩控制器。同时给出了开关磁阻电动机同步控制系统的硬件结构和软件设计方法,最后进行了仿真实验。仿真结果验证了基于速度和转矩的双反馈交叉耦合控制系统的有效性和可行性,两台电机之间的转矩偏差减小、功率输出平衡,系统具有较好的鲁棒性。     

两相开关磁阻电动机转矩特性的研究

研究了两相开关磁阻电动机的转矩特性以减小转矩波动。首先通过推导近似转矩数学模型，进而通过磁场有限元计算得到了两相开关磁阻电动机的较为平滑的固有矩角特性。在磁场计算的基础上，对两相开关磁阻电动机的转矩特性进行了仿真计算。样机实验验证了计算及仿真结果。结果表明，两相开关磁阻电动机可以在较宽的转速范围内保持连续的转矩特性。     

电动汽车用开关磁阻电动机驱动系统的研究

设计了电动汽车用30kW开关磁阻电动机系统,为减小开关磁阻电动机的转矩脉动和噪声,提出了基于模糊逻辑自适应的转矩控制策略和一种新型的转子结构.车载实验表明,开关磁阻电动机系统起动电流小、转矩脉动小、调速范围宽、转矩大、效率高,较好地满足了电动汽车的动力性,有广泛的应用前景.     

减小开关磁阻电机转矩脉动的控制策略研究

转矩脉冲是开关磁阻电机较为突出的缺点．本文基于电机结构及参数确定的情况，提出制定新的控制策略以减小转矩脉动。为衡量转矩脉动，定义了转矩脉动系数；通过数字仿真方法研究了不同控制参数与电机性能指标的关系；以减小转矩脉动为目标．本文根据仿真结果选择较优的控制参数，并通过拟合给出样机的控制策略；最后分析了此控制策略下电机的性能．     

基于模糊自适应PID的开关磁阻电机滞环脉宽调制直接瞬时转矩控制

开关磁阻电机(SRM)具有转矩脉动较大的特点。提出一种结合滞环控制和脉宽调制(PWM)的直接瞬时转矩控制策略解决此类问题。分析了转矩在控制过程中出现大波动的机理,制订了单相区和换相区不同控制方法。考虑到转矩在不同条件下输出特性,将PWM等效策略引入滞环限间,优化了转矩控制效果。加入了模糊自适应PID控制器,提高系统响应性能。仿真结果表明该控制策略响应速度快,能有效地抑制SRM的转矩脉动。     

减小小功率开关磁阻电机转矩脉动的迭代学习控制

优化开关磁阻电机的相电流波形来减小开关磁阻电机的转矩脉动是国内外学者争相研究的热点问题.本文基于开关磁阻电机的线性和非线性电感模型,在转矩反馈的基础上,提出了转矩补偿的迭代学习控制方法,通过迭代学习,调整各相绕组不同位置的电流给定值,优化开关磁阻电机的相电流波形.仿真研究证实了本文所提出的转矩补偿迭代学习控制方法具有精度高、收敛速度快的优点,从而有效减小了开关磁阻电机的转矩脉动.     

基于TSF的开关磁阻电机脉宽调制变占空比控制

传统的基于转矩分配函数(TSF)的开关磁阻电机(SRM)控制策略存在电流跟踪效果较差和转矩脉动高的问题。为此提出一种变占空比的控制方法。该方法结合电流滞环和脉宽调制(PWM)技术,根据电感的线性模型特性进行区间分段,然后通过改变不同区间上PWM的占空比来调节绕组两端的电压,达到精确跟踪电流和抑制转矩脉动的目的。对改进后的控制方法进行了仿真和试验验证,结果表明:与传统控制方法相比,改进后的控制策略具有更小的电流跟踪误差和转矩脉动。     

开关磁阻电机减振降噪和低转矩脉动控制策略

开关磁阻电机的振动噪声和转矩脉动问题制约了其推广应用,先前这2个方面的研究都彼此孤立。该文通过将2步和3步换相法引入直接瞬时转矩控制,提出了一种能同时减振降噪和减小转矩脉动的新控制策略。采用新的控制策略,在斩波控制和单脉冲控制下,振动都可得到有效抑止,且新控制策略可在转矩斩波控制下减小转矩脉动。该文还提出了3步换相法的时间参数设计方法。实验结果验证了新控制策略的有效性。     

开关磁阻电机直接瞬时转矩控制的优化研究

为改善开关磁阻电机(SRM)的转矩脉动和效率,提出了一种改进的SRM直接瞬时转矩控制(DITC)方法。该方法采用了灵活的转矩分配方式获得各相参考转矩,用来对瞬时转矩进行闭环控制;同时增加了角度优化方案,根据每相绕组导通期间的累积转矩误差、转速和参考转矩等变量,通过模糊算法实现电机开通角度的在线调整,动态的改善转矩误差和电机的效率。在MATLAB/Simulink软件中分别根据改进前后的DITC方法建立SRM控制系统仿真模型,仿真试验结果表明所提的优化方法能够达到较小的转矩误差和相电流,实现了电机的平稳、高效控制。     

非线性模型的开关磁阻电动机转矩脉动抑制

针对开关磁阻电动机SRM(Switched Reluctance Motor)转矩脉动大的问题,基于SRM的磁化特性,分析了SRM的非线性模型.采用Matlab/Simulink仿真软件,对SRM、功率变换器及其控制系统建立了动态仿真模型,并用模糊控制器对SRM的关断角进行实时补偿,实现SRM关断角自动调节,达到减小转矩脉动的目的.仿真实验中,转矩脉动系数从补偿前的0.673 0降低到补偿后的0.257 4,证明了该方法的可行性和有效性,为实际SRM控制系统的设计和调试提供了有效的手段和工具.     

COMPARISON OF CONTROL STRATEGIES TO MINIMIZE THE TORQUE RIPPLE OF A SWITCHED RELUCTANCE MACHINE

ABSTRACT

The Switched Reluctance Machine (SRM) presents simple structure with passive rotor without windings nor any magnets. That enables applications in mass production (low production and material costs) or in harsh environments (high temperature...). Unfortunately, its polyphase torque is naturally pulsed because of the highly nonlinear electromagnetic characteristics and because the phases have to be successively commutated in order to maintain a continuous rotation. A torque control associated with an appropriate strategy for the phase commutation is thus sought in order to reduce the torque ripple. Initially, the limits of the classical linear control (Proportional Integral controller) are determined. Then, the performances of the PI controller are improved by means of electromotive forces compensation. Nevertheless, the torque ripple remains significant. In order to compensate for SRM nonlinearities, we propose a nonlinear torque control associated with a suitable commutation strategy. This control has been simulated and experimentally tested. Its performances have been compared with the PI-obtained performances. Very promising results have been obtained at low and medium speeds. However, even with this nonlinear torque control, torque ripple still remains in the presence of voltage saturation. This is precisely why we are presenting herein an original method, which enables compensating for the effects of the feeding-voltage saturation.     

开关磁阻电机的直接瞬时转矩控制研究

开关磁阻电机固有的高度非线性特性使传统的平均转矩控制方法难以消除转矩脉动,也限制了它在高性能伺服系统中的应用。文中采用新型的直接瞬时转矩的控制策略,将瞬时转矩作为控制对象,在滞环控制的基础上通过PWM调制,结合在换相区间的转矩矢量分配函数,使瞬时转矩精确地跟随参考转矩。控制策略应用于一台样机控制系统,实验结果验证了控制策略的有效性。