开关磁阻发电机控制参数多目标优化研究

为改善开关磁阻发电机在中低速段的运行性能,提出了一种离线开关磁阻发电机控制参数优化方法。针对运行环境需求,将开关磁阻发电机的最大输出功率、系统效率和转矩平滑系数作为优化目标,分析了开通角、关断角、参考电流对各优化目标的影响,得出各单一目标优化下最优控制参数组合。然后构建了多目标优化目标函数,给出了各优化目标权重系数,得到了多目标优化下最优控制参数组合。最后样机实验表明,该文提出的多目标优化方法得出的控制参数组合能够有效改善开关磁阻发电机在中低速段的运行性能。     

混合直线开关磁阻发电机发电效率研究

针对在海洋环境下低速运行的传统直线开关磁阻发电机发电效率较低的问题,本文提出了一种新型混合直线开关磁阻发电机,将永磁体按规定尺寸加入传统直线开关磁阻发电机动子的齿间。对此混合直线开关磁阻发电机进行有限元建模,分析其磁感线分布;在此基础上分析发电机的结构特点和工作原理,建立发电数学模型,并以此发电机为被控对象,利用Ansys Simplorer和Ansys Maxwell搭建联合仿真发电系统,最后通过仿真数据对传统直线开关磁阻发电机与混合直线开关磁阻发电机的发电效率进行对比分析。分析结果表明,混合直线开关磁阻发电机发电效率较传统直线开关磁阻发电机提高了10.64%。     

基于参数灵敏度的永磁辅助同步磁阻电机优化设计

提出一种基于参数灵敏度分析的转矩分离快速优化设计方法.建立永磁同步磁阻电机的参数化模型,采用多参数灵敏度分析方法,选出对电机优化目标影响较大的关键参数,通过构建响应面模型,选出最优结构尺寸参数.有限元验证了该方法的有效性,为该类复杂结构的永磁电机提供了一种快速设计优化方法.     

基于改进粒子群算法的开关磁阻电机本体优化

针对开关磁阻电机多变量、高非线性以及传统设计过程无法快速而准确获得最优方案的问题,提出一种基于Kriging模型和改进粒子群算法的参数优化策略。首先建立多目标优化模型,采用田口正交方法进行敏感性分析,依据灵敏度大小将优化变量分为两个子空间;其次为提高多目标粒子群算法的收敛速度和全局寻优精度,引入天牛须搜索算法中环境感应机制和遗传算法中交叉变异策略;最后建立Kriging模型,利用改进粒子群算法对两个子空间参数进行迭代寻优。实验结果表明,优化后的转矩脉动减少23%,平均转矩提高2.3%,在大幅度减少转矩脉动情况下保持了较大平均转矩。结论是改进的粒子群算法与Kriging模型相结合策略适用于开关磁阻电机优化过程,可显著提高优化效率,保证求解精度。     

基于神经网络响应面的有载分接开关底座动力学模型修正

为提高模型修正的精度和效率,发展了一种基于神经网络响应面的动力学模型修正方法,将该方法用于有载分接开关底座有限元简化模型的修正。首先,根据底座简化模型的误差来源确定待修正参数及其设计空间,采用均匀设计生成神经网络响应面模型的训练样本;然后,通过对样本数据的训练构造修正参数与动力学响应关系的神经网络响应面模型;最后,基于神经网络响应面模型,采用线性组合的多目标优化方法对底座简化模型进行修正,并将修正结果与超模型仿真数据进行对比。研究表明,基于神经网络响应面模型修正的底座简化模型的动力学特性与超模型结果基本一致,验证了该方法的有效性。     

开关磁阻发电机最大输出功率的控制原则

对开关磁阻发电机的工作原理进行了介绍,基于线性模型下对开关磁阻发电机的输出功率进行了分析计算,根据推导出来的公式使用MATLAB建立了开关磁阻发电机的数学模型,针对影响开关磁阻发电机输出功率的设计参数和控制变量如开通角、关断角、母线电压、转速等逐一进行了仿真计算,提出了实现开关磁阻发电机最大输出功率的控制原则,并进行了部分实验验证.     

基于KELM-SAPSO的开关磁阻电机优化设计

开关磁阻电机由于其双凸极结构和铁芯磁通密度的高度饱和性,使得建立准确的非线性模型极其困难,传统的设计方法难以设计出最优方案。为了优化在起动过程中开关磁阻起动/发电机的转矩特性,缩短起动时间,首先采用传统设计方法设计了一台开关磁阻电机,并且选取了设计参数;然后针对非参数建模结构简单,容易辨识的特点利用核极限学习机进行非参数建模;最后使用模拟退火粒子群算法对平均转矩和转矩脉动进行多目标寻优。仿真结果表明,建立的非参数模型拟合精度高,优化后电机的平均转矩增加了3.95 N·m,转矩脉动减少0.23。仿真实验表明,核极限学习机和模拟退火粒子群相结合的算法适合于电机的设计与优化过程,具有参数设置少、泛化能力强、不易陷入局部最优解、耗时较少等优点。     

磁阻式磁力齿轮多目标优化设计

结合磁阻式磁力齿轮工作原理及传动性能的分析,以提高电磁转矩和降低转矩脉动为目标进行优化设计。首先,通过田口实验设计方法筛选出对设计目标影响较大的因素,再采用响应面法得到反映优化参数与优化目标之间函数关系的数学模型。然后,进行基于多目标白鹭群优化算法的多目标优化设计,选出最优参数组合。最大输出转矩提高了7.76%,转矩脉动降低了28.76%。最后,通过有限元仿真验证了优化算法的有效性和可靠性,为磁阻式磁力齿轮的设计提供参考。     

一种直线开关磁阻电机发电研究

针对因在低速运行的实际环境下传统直线发电系统结构复杂而难以得到广泛应用的问题,试制一种相间解耦的直线直驱式开关磁阻发电机,以这种开关磁阻发电机为被控对象,构建直线发电系统。依据直线开关磁阻发电机的结构特点及运行原理,建立直线开关磁阻发电机的数学模型。采用有限元方法分析发电机的磁场分布特性,对发电机励磁位置进行仿真优化,得出发电机在1 m/s额定速度下的最佳开通和关断位置。应用位置控制和脉宽调制电流斩波控制两种控制方法进行仿真和实验,获取发电机的相电流输出波形。仿真结果和实验结果表明,这类直线开关磁阻发电机均具有低速发电能力,直线直驱式开关磁阻发电系统能够达到低速直线发电的目的。     

互感耦合SRM结构与性能的优化计算

针对如何从改进SRM转子结构及其定、转子参数优化角度提高电机转矩输出能力并减小其转矩脉动的问题,提出了利用改进禁忌搜索算法的优化方法对分块转子互感耦合开关磁阻电机进行定、转子结构的优化设计。以6/4极三相SRM为研究对象,建立了分块转子互感耦合开关磁阻电机的有限元仿真模型,分析了定、转子结构参数对电机输出转矩的影响,比较了常规转子SRM和分块转子互感耦合开关磁阻电机的转矩性能,并利用改进禁忌搜索算法对分块转子互感耦合开关磁阻电机定、转子结构参数进行了系统优化,提高了电机的运行性能,缩短了优化计算的时间。     

磁悬浮开关磁阻电机运行机理与仿真设计

磁悬浮开关磁阻电机集磁性悬浮与转矩驱动于一体,同时具有磁轴承与开关磁阻电机的优点,在悬浮驱动领域具有较好的发展前景.根据磁悬浮开关磁阻电机结构与运行机理,通过研究各种参数对电机运行性能的影响,使用RMxprt软件中提供的优化模块Optimization,对1.5 kW磁悬浮开关磁阻电机的结构参数做出优化设计,并根据优化结果制造出模型样机.样机符合设计要求,具有较好的运行和控制性能.     

电动汽车用增程发电机的设计与优化

以一台额定功率30 kW、额定转速6 000 r/min的发电机为研究对象,针对电动汽车增程发电机的强耦合、多变量和非线性特性,以发电机效率、电磁转矩波动和功率密度为优化目标进行研究分析。采用磁路法对发电机进行初步设计,采用有限元法进行电磁分析,验证初步方案的合理性;选取优化目标和优化因子并通过参数灵敏度和相关性分析判断每个优化因子影响权重,引入遗传算法、响应面法和参数化扫描法相结合的方法对发电机原始设计参数进行多目标优化;通过有限元验证了该方法的有效性,为增程发电机的优化设计提供了一种新的途径。     

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。     

模型参数未知开关磁阻电机在线角度优化控制

本文提出了一种新的角度优化控制方案,在开关磁阻电机模型参数未知的情况下,仅以各相电流电压和位置信号为输入,在线计算开关角度调整量,从而近似得到理想开关角,使得SR电机运行时效率较高。在Matlab/Simulink系统环境下建立角度优化仿真模型,通过仿真分别计算角度优化控制方案运行前后电机的效率,并且检验控制方案对转速和负载突变的响应情况。然后在仿真完成的基础上选择适合的微处理器,设计需要的外围电路,搭建SR电机调速平台并验证了角度优化控制方案的可行性。     

平面开关磁阻电机模型参考自适应位置控制

为了提高平面开关磁阻电机的位置精确度,研究一种基于模型参考自适应控制理论的平面开关磁阻电机控制方法。采用最小二乘法辨识了平面开关磁阻电机的线性化模型参数,根据李亚普若夫稳定性理论,以力指令为控制量并采用输入输出变量设计了平面开关磁阻电机模型参考自适应位置控制器,基于dSPACE半实物实时仿真系统,构建了实时在线控制实验平台,进行了平面开关磁阻电机的模型参考自适应位置控制实验。研究表明:基于模型参考自适应控制的平面开关磁阻电机系统能平稳、准确地跟随给定位置,提高了电机位置精确度,验证了提出的平面开关磁阻电机模型参考自适应控制方法的可行性和有效性。     

开关磁阻发电机优化设计探讨

影响开关磁阻发电机(SRG)输出功率的参数和控制变量有相自感、相电压、开关角、直流侧电压和转速阐述了设计参数和控制变量对输出功率的影响.对SRG模型进行了仿真.仿真结果表明,可通过优化设计参数和开关角来提高SRG的输出功率,从而优化SRG的性能.     

电动车用开关磁阻电机驱动系统转矩脉动优化设计

开关磁阻电机驱动系统的转矩脉动严重影响了电动汽车的性能。为了达到电动汽车用开关磁阻电机转矩脉动优化的目的,在Matlab/Simulink环境中建立了开关磁阻电机非线性动态模型;利用动态模型仿真得到的转矩数据分析了开通角和关断角对转矩脉动的影响规律;以降低转矩脉动为目标,得到了电机转矩脉动最优化开通角以及最优化关断角与转速之间的关系;设计了基于开通角和关断角可随转速变化的优化控制器。通过优化前后对比分析表明,本文建立的优化控制器能有效抑制开关磁阻电机的转矩脉动,为电动汽车用开关磁阻电机驱动系统的优化提供一定的参考价值。     

基于模糊PI控制的开关磁阻发电机并联均流研究

为解决两台开关磁阻发电机并联运行时输出电流不均衡等问题,将目前常用的数字均流法应用到开关磁阻发电机并联均流控制中。同时为了提高并联系统的动态与稳态性能,分析了并联系统结构,在此基础上设计了一种基于此方法的模糊PI控制器,设定了模糊规则,利用Matlab/Simulink搭建了模糊PI控制器的仿真模型,并将其应用到均流环中。仿真结果表明,在模糊PI控制器的作用下,并联系统的动态和稳态性能均得到了提升,扩宽了系统的应用范围。     

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Ansoft的开关磁阻电机强化励磁分析与仿真

分析了开关磁阻发电机(SRG)的运行机理,结合车用发电机及其控制电路的特点对2.5 kW小功率开关磁阻发电机进行强化励磁分析和研究,通过仿真证实强励磁方案能有效改善在高速下小功率开关磁阻发电机励磁电流小和输出功率低的问题.