基于PWM迭代学习的开关磁阻电动机电流控制

传统迭代学习采用基于位置点的控制方式,在开关磁阻电动机高速或低速运行过程中,存在设定位置点无法采到或多次采到的缺点。针对开关磁阻电动机,分析了传统电流控制方法的不足之处,提出了一种新的基于PWM迭代学习的开关磁阻电动机电流控制方法,在相绕组导通期间采用基于PWM进行迭代的方式更新控制量,持续对电机相绕组电流进行控制。最后通过对控制效果进行观测,在离散控制系统下该方案能够得到很好的控制性能。     

开关磁阻电动机调速系统仿真分析

在开关磁阻电动机非线性动态模型基础上,利用Matlab/Simulink软件建立了开关磁阻电动机调速系统的仿真模型,分别在电流斩波控制和角度位置控制两种控制方式下进行了开关磁阻电动机调速系统的动态仿真,得到了相电感、电流、转矩和开关磁阻电动机的合成转矩,仿真结果反映了开关磁阻电动机的实际工作状况.     

基于P87LPC768的开关磁阻电机调速系统

介绍了开关磁阻电动机调速系统的工作原理,提供一套小功率开关磁阻电机调速系统。该系统使用三相开关磁阻电动机,功率变换器采用不对称半桥方式,以P87LPC768单片机作为控制器的核心,采集位置传感器的反馈信号,控制每相绕组的励磁顺序,实现对开关磁阻电动机的调速控制。     

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.     

开关磁阻电动机宽范围调速系统仿真

基于12／8极开关磁阻电动机的准线性模型，对开关磁阻电动机调速系统进行了建模和仿真，分析了在电流斩波控制和角度位置控制两种方式下开关磁阻电动机驱动系统的调速范围，提出了一种宽范围调速运行的控制策略，仿真结果验证了该控制策略的正确性和可行性。     

开关磁阻电动机二维伺服系统的研究与实现

介绍了双开关磁阻伺服电动机并联传动系统的组成及二维伺服原理,根据设计目标给出了一个开关磁阻电动机位置伺服的模糊控制策略,并对样机系统进行了试验研究。试验结果表明,该控制策略不但可行,而且运行效果良好。     

开关磁阻电动机微步位置伺服控制

根据开关磁阻电动机自身特点，对开关磁阻电动机位置伺服系统进行了理论分析。首先针对开关磁阻电动机步进角较大以致影响其定位精度的缺点，提出了微步控制方法，从而使电机步进角减小，提高了定位精度。其次对开关磁阻电动机位置伺服系统进行了分析，并且对位置闭环的模糊控制器进行了设计。仿真结果表明该方法不仅提高了位置控制系统的定位精度，而且可以有效地抑制电机转矩脉动。     

磁悬浮开关磁阻电动机转子径向偏心时的仿真

磁悬浮开关磁阻电动机结合了开关磁阻电动机和磁轴承的特点,通过电磁力控制转子径向位置。分析了磁悬浮开关磁阻电动机悬浮力和旋转力的产生原理。基于开关磁阻电动机转子的四个特殊位置,利用二维有限元方法分析了转子位于中心位置与有径向偏心时的电机内部磁场,给出了磁场分布图、径向悬浮力与径向偏心矩的关系曲线、旋转力与径向偏心矩的关系曲线,为进一步描述磁悬浮开关磁阻电动机悬浮力与旋转力的模型提供了依据。     

基于电流分配法的SRM位置跟踪系统研究

针对开关磁阻电动机在伺服控制领域难以应用的问题,将电流分配法应用于开关磁阻电动机的位置跟踪控制。所提出的位置跟踪控制方法,可以摆脱传统位置控制中的速度环,只需要位置环和电流环,位置环输出可以直接作为实际参考电流值。相比于传统控制方法所需的离线实验或者在线实时建模,该位置跟踪控制方法除了需要开关磁阻电动机的相数之外,不再需要任何的电机模型信息,控制器结构简单更容易实现。基于四相8/6极开关磁阻电动机,给出了其位置跟踪控制系统的设计。仿真与实验研究结果表明,该控制方法能够实现开关磁阻电动机精确的位置跟踪。     

迭代学习控制减小开关磁阻电机转矩脉动

为减小开关磁阻电机转矩脉动,基于开关磁阻电机数学模型,在转矩反馈的基础上,提出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电流给定值,减小转矩脉动。分别对固定学习增益、变化学习增益和负载变化时转矩变化进行仿真,结果表明迭代学习控制策略快捷有效。     

在线建模的开关磁阻电机四象限运行无位置传感器控制

基于在线建模提出了一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法。建立了以相电流和磁链为输入、转子位置角度为输出的径向基神经网络模型,以轴编码器实时获得的转子位置角度为学习样本,对开关磁阻电机进行了在线建模。提出了静止状态下激励脉冲法与运行状态下滑模观测器相结合的四象限运行无位置传感器控制策略,实现了电机无传感器运行。实验结果表明,电机转子位置估计误差小于2,象限间切换可靠,具有良好的动态和静态性能,为大功率开关磁阻电机无传感器控制提供了一种易于实现的方案。     

Rotor position sensing in switched reluctance motor drives bymeasuring mutually induced voltages

This paper describes a new method of indirect rotor position sensing for switched reluctance motor (SRM) drives. The principle is based on measuring the mutually induced voltage in an inactive phase which is either adjacent or opposite to the energized phase of an SRM. The mutual voltage in the “off” phase, induced due to the current in the active phase, varies significantly as the rotor, corresponding to the energized stator, moves from its unaligned position towards complete alignment. This mutually induced voltage variation is captured by a simple electronic circuit and then processed in a microcontroller to determine the commutation instants, thereby eliminating the need for direct rotor position sensors in an SRM. Successful operation of a four-phase SRM drive has been demonstrated in the laboratory using the mutual voltage (MV) technique of indirect rotor position sensing. The theoretical aspects of mutually induced voltages in an SRM and the relevant experimental results are presented in this paper     

滑模观测器在开关磁阻电机无位置传感器控制中的应用研究

提出了一个基于开关磁阻电机电感模型的滑动模型观测器来估计电机的位置和速度。仿真结果显示当电机的转速高于 2 0r/min时 ,此观测器能得到高分辨率的转子位置估计结果。为了在整个调速范围实现无传感器控制 ,还分别研究了另两种在接近零转速和起动阶段使用的控制方法来判断开关时刻。在全部调速范围内对整个系统进行了仿真和实验 ,结果令人满意。     

开关磁阻电机的Pi-sigma模糊神经网络建模

开关磁阻电机的磁路高度饱和及双凸极结构导致了相绕组的磁链是转子位置和相电流的非线性函数。本文采用兼具Takagi-Sugeno(T-S)模糊逻辑和神经网络优点的Pi-sigma模糊神经网络来建立开关磁阻电机的非线性模型并采用了附加动量项的自适应学习速率训练算法。实现了开关磁阻电机的较高精度建模,减少了学习训练次数,简化了结构,使其可在线快速运算。本文通过对相电流与转子位置角的非均匀间隔采样和对论域的全面覆盖,来达到测量数据的合理分布,以提高建模精度和泛化能力并减少测试数据量。通过对模型输出数据与实测数据进行比较及对泛化样本数据的校验表明,本文所建立的模型具有精度较高、泛化能力较好、结构较简洁、运算速度较快等特点。     

基于互感电压的无位置传感器SRM初始位置检测

在SRD的设计中,SRM初始位置的检测是间接位置检测首先必须解决的问题.在对SRM电感模型和连续两相电磁特性分析的基础上,提出了一种无位置传感器SRM启动前转子初始位置检测方法,该方法通过向电机定子相绕组注入激励脉冲,并检测相邻两相的互感电压来确定转子初始位置,使其正确启动.通过对8/6极四相开关磁阻电机的实验,验证了该方法的可行性.     

超高速开关磁阻电动机设计

开关磁阻电机结构简单坚固,转子上无永磁体和绕组,特别适合超高速运行。针对超高速电机的运行特点,对超高速开关磁阻电机的多物理场一体化设计方法进行探讨,研制了一台6/2结构超高速开关磁阻样机,样机最高转速为130 000 r/min,功率为1 kW。为提高样机的起动转矩,改进了样机的转子结构,并基于有限元法对样机的电磁性能和动力学性能进行优化。采用自主开发的具有角度控制功能的开关磁阻电机专用集成电路SR3P10K07A作为控制系统的控制核心。最后对样机进行了实验,实验结果表明本文采用的设计方法、转子结构和专用芯片是可行和有效的。     

Eliminating starting hesitation for reliable sensorless control ofswitched reluctance motors

Novel methods for rotor position estimation both at standstill and during running conditions are presented for a switched reluctance machine (SRM) starting free of position sensor and hesitation. By applying a DC pulse to the stator phase windings for a short moment (0.5 ms), the initial rotor position can be accurately detected. Combining the accurate initial rotor position with a novel rotor position estimation algorithm during running, the SRM can be started at any initial rotor position without starting hesitation. Critical issues related to optimal model selection as the virtual sensor are discussed in detail. Computer simulation and experimental results are included     

无位置传感器开关磁阻电机的无反转起动研究

提出了一种检测无位置传感器开关磁阻电机 (SRM )起动前转子初始位置的电流定位法 ,即同时向电机两相以上的绕组注入一定幅度的测试脉冲 ,利用各相测试电流与定子电感和转子位置的关系确定转子初始位置以及相应初始导通相 ,从而实现转子处于任何位置时的无反转起动 ,对不允许转子反转的某些应用场合具有较大的实用价值。     

Four-Quadrant Sensorless Operation of Switched Reluctance Machine over the Wide Speed Range

Abstract

This paper presents four-quadrant sensorless control in switched reluctance machine (SRM) over the wide speed range. The proposed sensorless control technique could be employed not only at low speed with current chopping control (CCC) but also at high speed with angle position control (APC). At startup and low speed, the narrow voltage pulse is injected into the idle phases and the rotor position zone is determined by comparing the measured flux linkage with four flux linkage-current curves. The same flux linkage-current curves also can be adopted for rotor positions estimation at medium and high speeds. Two flux linkage-current characteristic curves in the inductance rising zone are employed to estimate the rotor position for motoring mode and the other two curves in the inductance falling zone are used to estimate the rotor position for braking mode. The experiments on a three-phase 12/8?pole SRM drive platform are carried out to verify the effectiveness of the proposed sensorless control technique.