电动车用开关磁阻电机转矩控制器设计与优化

电动汽车用开关磁阻电机转矩动态特性对电动汽车整车动力性能与乘坐舒适性能起着至关重要的作用。为了降低开关磁阻电机转矩脉动,提高其平均转矩,达到优化转矩动态特性的目的,在MATLAB/Simulink环境中建立了开关磁阻电机非线性动态模型;利用动态模型仿真数据确立了电机转矩动态性能与转速、关断角之间的函数关系;以降低转矩脉动,提高平均转矩为目标,建立了最优关断角与转速之间的函数关系;设计了基于可变关断角的转矩优化控制器。仿真结果表明,本文建立基于可变关断角的转矩优化控制器能很好地降低转矩脉动,提高平均转矩,达到了优化开关磁阻电机转矩动态特性的目的。     

电动车用开关磁阻电机驱动系统多指标同步优化

为了提高电动汽车用开关磁阻电机综合性能,在获得开关磁阻电机磁链特性曲线的基础上建立了其非线性动态模型;以改善平均转矩,降低转矩脉动,提高电机效率为目标,提出了一种多指标同步优化开关角度的方法,建立了最优开通角、关断角与转速、负载转矩之间的函数关系;设计了基于可变开通角、关断角的驱动系统优化控制器;定义了均方根电流比例系数、转矩平顺度比例系数和等效功率比例系数3个概念,将多指标同步优化策略与平均转矩最优化策略进行了对比分析,分析及实验结果表明:利用多指标同步优化开关角度的方法建立的转矩优化控制器能很好地平衡平均转矩、转矩脉动和电机效率3个参数指标,达到了优化开关磁阻电机转矩动态特性的目的。     

电动汽车用开关磁阻电机驱动系统设计及优化

为了达到车用开关磁阻电机驱动系统动态特性优化的目的,建立了其动态仿真模型,分析了负载转矩、开通角、关断角对转矩脉动及电机效率的影响及其规律.以降低转矩脉动,提高电机效率为目标,提出了一种双指标同步优化开关磁阻电机控制参数的方法,建立了基于负载转矩与电机转速的可变开通角、关断角控制参数模型.针对不同优化策略结果的对比分析以及实验结果表明,提出的双指标同步优化策略能很好地降低转矩脉动,提高电机效率,达到了优化开关磁阻电机驱动系统动态特性的目的.     

基于非线性模型的开关磁阻电机关断角对系统性能的影响

关断角是开关磁阻电机驱动系统中一个十分重要的控制参数,尤其是在电机的优化运行阶段,关断角的微小变化往往会影响到电机的性能指标,如有效输出转矩、转矩脉动系数、电流及转速等。基于开关磁阻电机的有限元非线性模型对系统的饱和与非线性电磁特性进行了研究,在Simulink环境下建立开关磁阻电机系统的非线性动态仿真模型,将有限元计算的静态电磁数据导入到系统模型中。在此基础上,针对关断角参数进行了仿真研究,分析了关断角对开关磁阻电机系统转矩脉动、有效输出转矩的影响。结果表明：综合考虑各性能指标,合理选择关断角有助于实现开关磁阻电机系统的优化运行,从而提高电机的运行效率。     

基于教与学算法的SRM转矩分配函数优化及控制研究

针对开关磁阻电机(SRM)换相阶段转矩脉动严重问题,提出基于教与学算法的转矩分配函数优化策略。以开通角、关断角、换相重叠角为寻优对象,输出转矩跟随参考转矩能力为评价指标,结合转矩分配函数与直接瞬时转矩控制,构成转矩闭环。为提升系统动态性能,转速环采用分数阶滑模控制方法,将其输出作为转矩环参考转矩。仿真实验结果表明,经教与学算法优化后,转矩可在相绕组换相阶段平滑过渡,且输出转矩脉动得到明显抑制;分数阶滑模较PI控制而言,系统转速迅速进入稳态,且上升过程无超调,有利于提升系统动态特性。     

开关磁阻电动机自优化控制系统研究

为了减小开关磁阻电动机的起动转矩和电流,采用控制开通角和关断角的方式来对起动时的电流和转矩进行自优化。以四相8/6极开关磁阻电动机为研究对象,通过对起动阶段的电流连续检测,建立了一组电流优化下的开通角;通过对起动阶段的转矩连续检测,建立了一组转矩优化下的关断角。最后根据电机的运行状态,在MATLAB仿真环境下建立模型,自动对开通角和关断角进行控制来实现对电流和转矩幅值的自动优化。仿真结果表明自优化下的电流和转矩幅值得到了优化,系统动静态性能良好。     

电动汽车用开关磁阻电动机控制角度优化的研究

基于50 kW的开关磁阻电动机在电动汽车制动过程中能量回收最大化原则,通过Ansoft软件后处理功能,对参数开通角和关断角采用网格法进行优化,依据开通角和关断角与功率和能量回收率的对应变化曲线,得到对应不同转速下的最优开通角和关断角。这为电动汽车用开关磁阻电动机的控制策略提供了充足的理论依据。     

开关角对斜槽转子SRM稳态转矩的多目标优化

开关磁阻电机转子斜槽结构可有效减小电磁径向力,但会导致转矩特性变化。针对该问题,给出了线性模型下斜槽转子开关磁阻电机稳态转矩的解析方法,然后建立了四相8/6极开关磁阻电机模型,采用三维有限元仿真方法,计及端部漏磁,以电流开通角、关断角和转子斜槽角度为优化参数,以平均转矩变化量最小和转矩脉动最小为优化目标,基于正交试验法设计试验方案,通过极差和方差分析确定了相应参数的优组合,并将优化前后的转矩特性进行了比较,结果表明:小的斜槽角度对转矩特性的影响并不大,优化后电机的平均转矩相比优化前只变化了16.01%,但其转矩脉动下降了23.63%。     

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。     

基于开关角多维优化的SRM转矩脉动控制

提出一种基于不同电流和速度的开关角度多维优化转矩脉动系数的控制策略,实现了开关磁阻电动机最小转矩脉动控制,同时保证系统的最大输出效率和最大输出转矩.建立非线性Simulink驱动模型,分析不同电流和速度下不同开关角对电机转矩特性的影响,进行多维优化最小转矩脉动特性.模拟和实验表明,该多维优化控制策略提高了输出效率,有效地抑制了电机转矩脉动,从而保证了驱动系统良好的动态特性.     

电动车用开关磁阻电机驱动系统

开关磁阻电机具有结构简单、转速范围宽、可靠性强、可控参数多等特点,适合作为电动车的驱动电机。首先介绍了电动车开关磁阻电机驱动系统组成,设计了以ds PIC30F6010A为主控制器和EPM570T100C5N为辅助控制器的车用控制器。设计了逻辑输入和逻辑输出电路,实现输入信号和输出信号的逻辑综合,简化控制系统设计。根据电机不同转速区域,设计了不同的控制策略,提高了电机调速范围和平滑度:在低速区域内,基于转速电流双闭环控制策略,采用电流斩波控制,限制绕组电流,减小转矩脉动,保证电机转速的稳定性能和跟随性能;高速区域采用电流斩波和开通角、关断角角度控制交错控制的方式,调整绕组导通位置,实现电机宽范围调速的目的。最后,在搭建的试验平台上验证了控制策略的可行性,对转速、电流波形进行了对比和分析,测试了车用开关磁阻电机驱动系统的调速性能。     

基于神经网络的SRM角度优化控制策略研究

以转矩/安培比最大作为优化指标,研究开关磁阻电机(SRM)开通关断角的优化问题.首先在分析获得最优关断角原理的基础上,提出了启发式搜索算法以寻求转速(n)和转矩(T)与最优关θ<'opt><,off>断角之间的映射关系,然后建立BP神经网络模型来表达这种关系,最后基于该模型设计了实验系统,实验结果表明:经神经网络优化的...     

开关磁阻电动机激励参数的自调节策略

针对开关磁阻电动机的高度非线性，提出SRM激励参数的在线调节控制策略。采用智能控制方法使驱动系统的性能指标转矩／安培最优的开通角在线调节；针对转矩脉动的关断角补偿；根据给定转速和电机实际转速的差值，通过模糊逻辑判断，推导出最佳参考电流值．仿真结果显示控制系统的激励参数自调节方案的有效性。     

四相开关磁阻电机的四电平DITC调速系统

针对开关磁阻电机转矩脉动过大的问题,研究了四电平拓扑主电路下的直接瞬时转矩控制,分析了滞环控制策略,并选取合适的瞬时转矩控制滞环,再加入PI控制器,构成一个转速、转矩双闭环的开关磁阻电机调速系统。相对于传统不对称半桥功率变换电路驱动系统,四电平功率变换电路能够改善开关磁阻电机固有转矩脉动,加快励磁电流上升和下降时间,提高系统的快速性。系统仿真结果表明该系统的脉动抑制效果好、效率高、动态性能好。     

基于转矩分配的开关磁阻电机转矩脉动抑制的研究

转矩脉动是开关磁阻电机亟待解决的问题和研究难点之一,其限制了速度控制性能和位置测量精度的进一步提升。基于转矩分配的开关磁阻电机转矩脉动抑制的理论研究已取得较大进步,但由于电机磁路的非线性,使得在实际应用中转矩很难准确反馈。本文根据电机的实际规格和尺寸,采用Maxwell3D计算出在不同转子位置和相电流下的转矩,建立了转矩-电流逆模型;通过合理地设置开通角、换相重叠角和关断角,简化了程序设计,抑制了反向制动转矩;进而根据转矩分配函数,采用电流闭环对转矩进行间接控制。仿真和实验结果证明了该方法可以有效地减小转矩脉动。     

一种12/8极单绕组BSRMWR的转矩脉动控制策略

无轴承开关磁阻电机(BSRM)由于其定、转子的双凸结构和脉冲式的电源供电方式,存在转矩脉动较大的问题,选择合适的开通角与关断角有望改善其转矩性能。针对宽转子齿无轴承开关磁阻电机(BSRMWR),提出了一种改善型控制算法。该算法通过分析换相时的绕组上升与下降电流,在保证悬浮力跟踪良好的前提下,调节换相时的开通角与关断角,以达到抑制其转矩脉动的目的。基于该电机磁阻的双相导通原理,建立转矩和悬浮力的数学模型,分析了该控制策略的基本原理,给出了其参数计算方法。仿真结果验证了该控制算法的可行性和有效性。     

一种改进的开关磁阻电机角度位置控制方法研究

针对开关磁阻电机(SRM)调速系统提出了一种改进型的角度位置控制(APC)方法。利用多项式拟合得到电感-位置-角度关系,通过分析开通角和关断角对电机运行特性的影响,设计速度环比例积分微分(PID)控制器,完成对SRM开通角和关断角的双角度控制(DAC)在线调节。仿真和实验结果表明所提DAC对SRM具有较好的调节效果,且转矩脉动小,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于快速原型的开关磁阻电机控制系统开发

采用d SPACE开发平台对纯电动汽车驱动用5k W三相12/8极开关磁阻电机(SRM)控制系统进行快速控制原型设计与开发。依据开通角和关断角随电机转速变化而改变的原理,在Simulink环境下建立了SRM控制系统实时仿真模型,在ContorlDesk环境下在线调整控制参数,优化控制策略和控制参数以获得良好的控制效果。以快速控制原型开发中的控制策略和控制参数为基础对SRM控制系统进行开发,试验结果表明在满足控制性能的前提下,该方法可缩短控制系统的开发周期,节约开发成本。     

基于转矩逆模型的开关磁阻电机滑模变结构控制

开关磁阻电机的转矩脉动是其应用的一个问题.该文应用小波神经网络建立对应开关磁阻电机位置信号的非线性映射,估计转子位置角度,提出利用自适应模糊神经网络学习训练开关磁阻电机转矩逆模型优化期望转矩所需的相电流,采用滑模电流控制器实现电机转矩的低脉动控制,仿真结果表明方法的有效性,能够有效地控制开关磁阻电机转矩按期望变化.     

基于Magnet的直线开关磁阻电机仿真研究

基于Magnet的仿真环境,建立了直线开关磁阻电机系统的仿真模型。在此基础上对直线开关磁阻电机的基本特性进行了仿真研究,获得了对齐位置和不对齐位置的磁场分布、静态电磁参数和动态性能仿真结果,并研究了不同开通位置和关断位置对电机动态性能的影响,仿真结果可以指导直线开关磁阻电机系统的设计和开通、关断位置优化。