基于遗传算法和转矩分配函数的开关磁阻电机转矩脉动抑制

开关磁阻电机(SRM)特殊的双凸极结构导致其运行时会产生很强的转矩脉动。传统的转矩分配函数(TSF)控制方法虽然可以在一定程度上起到抑制转矩脉动的作用,但是受到开关频率、功率电源电压值等物理条件的限制,仍会存在较大的转矩脉动。为此,提出了一种基于遗传算法的SRM TSF控制方案。利用遗传算法良好的寻优能力,在指数型TSF控制的基础上,将转矩脉动作为优化目标来寻取最优的开关角。将1台四相8/6极的SRM作为研究对象,搭建了以TMS320F28335为控制核心的试验平台。试验结果验证了基于遗传算法的TSF控制方法可以有效减小SRM的转矩脉动。     

开关磁阻电机的高效率直接瞬时转矩控制

主要论述了开关磁阻电机(SRM)的高效率直接瞬时转矩控制(DITC)。常用的瞬时转矩控制方法是使用预存的最优转矩分配函数(TSF)。其中,典型的TSF曲线为正弦和直线TSF曲线。由于SRM具有很强的非线性特性,不可能存在任意转矩指令下,既能抑制转矩脉动,又能实现高效率的固定形状TSF曲线。为此,以SRM的非线性模型为基础,提出了一种可实现高效率的DITC方法。所提方法不给定具体的TSF曲线,而是在可抑制转矩脉动的前提下,根据当前运行状态实时确定当时的转矩分配,可有效地减小两相导通区间,实现快速换向。因此,只要合理选择开通角,就能达到实现高效率DITC的目的。最后,通过计算机仿真和DSP驱动实验,证明了所提方法的有效性。     

基于分段式TSF的开关磁阻电机转矩脉动抑制技术

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)的双凸极结构导致其运行时产生很强的转矩脉动,采用传统型转矩分配函数(Torque Sharing Function,TSF)时,电流峰值过高,铜耗过大,导致电机效率低,转矩脉动抑制效果不理想。针对这一问题,本文提出了新型分段式TSF,并以转矩脉动系数和电流变化率作为优化目标,利用遗传算法的全局寻优能力,对所提出的新型TSF中的变量参数进行优化,得到最优的TSF曲线及表达式,从而降低转矩脉动。仿真结果表明,本文所提出的新型TSF能够有效降低转矩脉动,同时降低电流峰值,减小铜耗,提高效率。     

基于Matlab-Simulink的开关磁阻电动机伺服系统仿真研究

针对开关磁阻电动机(SRM)转矩脉动的缺点,推导了电机的转矩分配函数,并用所构建的转矩分配函数在Matlab-Simulink环境下对1台三相12/8结构的开关磁阻电机伺服系统(SRSD)进行建模仿真。仿真结果表明该方法简单,抑制转矩脉动效果较为理想。该仿真模型可以为开关磁阻电机伺服系统的进一步分析和研究提供参考。     

基于交叉补偿型转矩分配函数的开关磁阻电机转矩脉动抑制系统设计

针对开关磁阻电机(SRM)在高速运行时转矩脉动抑制性能不佳、调速范围受限的问题,分析了SRM高速运行的转矩特性,以及电流补偿对转矩脉动抑制效果不佳的原因。设计了交叉补偿型转矩分配函数(TSF),并采用直接转矩控制实现每一相的实际转矩对期望转矩的跟踪,使电机在中高速运行下仍能恒定输出合成转矩。仿真结果表明,基于交叉补偿型TSF法的SRM转矩控制系统具有较快的响应速度和较宽的调速范围。     

开关磁阻电动机转矩脉动抑制方法研究

研究了开关磁阻电动机的转矩分配函数控制法和直接转矩控制法,针对两种控制策略在开关磁阻电动机转矩脉动抑制中的应用进行了建模与仿真研究.结果表明,两种控制方法都能较好地抑制转矩脉动.而直接转矩控制技术能更有效地控制转矩,并更好地改善系统的动静态性能.     

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。     

开关磁阻电机变电流重叠角的DITC

针对开关磁阻电机(SRM)换相期间存在较大转矩脉动的问题,提出一种基于变电流重叠角的转矩分配函数(TSF)用于SRM的直接瞬时转矩控制(DITC)。该方法利用换相期间电流特征,对电流重叠角的起始位置和结束位置进行检测,实现电流重叠角的实时计算,并根据电流重叠角设置SRM的关断角,对SRM各相转矩在换相期间进行合理分配。仿真和实验结果验证了该方法能够有效抑制转矩脉动。     

基于模糊PI控制器SRM的DITC系统研究

开关磁阻电机(SRM)的转矩脉动是其主要的缺点.采用了直接瞬时转矩控制(DITC)的方法来抑制开关磁阻电动机的转矩脉动.但开关磁阻电动机的非线性难以构成高性能的调速系统,因此又提出了模糊控制理论与常规PI调节器相结合而构建的模糊PI复合控制方法,并将该控制器应用于DITC系统进行了仿真研究.仿真实验结果表明,DITC方法能够有效减小SRM的转矩脉动,而且模糊PI控制器能够使系统动态响应快、超调小、动静态性能优越、鲁棒性强.     

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.     

基于瞬时转矩控制的开关磁阻电动机转矩脉动抑制研究

转矩脉动是开关磁阻电动机的主要缺点之一,直接瞬时转矩控制(DITC)能够有效抑制开关磁阻电动机(SRM)的转矩脉动。但电动机特殊的双凸极结构,使得电动机内部磁路十分复杂,给电磁转矩的计算带来了很大困难。为得到电动机在实际运行时转矩的精确反馈,本文通过ANSYS软件对现有样机Maxwell3D建模,收集在不同机械角度位置和单相电流时的转矩值,建立转矩模型。根据电动机的特性和实际经验,合理设置导通角,并基于电动机单相、双相交替导通的通电方式,设计了两种状态下的转矩控制器。通过仿真,证明了能够有效地将转矩脉动控制在一定误差之内,达到转矩脉动的抑制效果。     

基于关断角补偿的开关磁阻电动机转矩脉动抑制仿真

针对开关磁阻电动机(SRM)转矩脉动大的问题,采用模糊控制器对开关磁阻电动机的关断角进行实时补偿,实现SRM关断角自动调节,从而达到减小转矩脉动的目的。采用Matlab／simulink仿真软件,构建SRM控制系统的仿真模型,进行仿真实验。实验证明了该方法的可行性和有效性。     

基于转矩分配函数的开关磁阻电机预测转矩控制

开关磁阻电机独特的双凸极结构导致电机在运行过程中产生较大的转矩脉动,限制了开关磁阻电机的应用范围.为抑制转矩脉动,本文将转矩分配函数和模型预测控制相结合,提出一种基于转矩分配函数的预测转矩控制策略.首先,由转矩分配函数将参考转矩离线分配至各相;其次,利用开关磁阻电机离散模型预测下一周期转矩大小;最后,通过代价函数选取最优控制量跟踪参考转矩.相较于传统的基于转矩分配函数的电流斩波控制方式,新控制策略取消了电流滞环,提高了控制精度.仿真和实验结果表明,相较于传统电流斩波控制,本文提出的基于转矩分配函数的预测转矩控制具有更好的转矩脉动抑制效果.     

基于转矩分配函数在线修正的开关磁阻电机转矩脉动抑制策略

针对开关磁阻电机在换相阶段由于转矩特性、电压限制、转速升高等因素而引起的转矩脉动问题,研究一种基于转矩分配函数在线修正的直接瞬时转矩控制方案。在换相的开始阶段,对前一相绕组的转矩分配函数进行在线正补偿,对后一相绕组的转矩分配函数不做处理;在换相的结束阶段,对后一相绕组的转矩分配函数实现在线负补偿,对前一相绕组转矩分配函数不做处理,从而实现电机在换相阶段总转矩脉动的抑制。为了验证该策略的可行性和有效性,以一台750 W、三相12/8极开关磁阻电机为控制对象进行仿真和实验,结果证实了提出的方案可以有效地抑制转矩脉动。     

一种正弦补偿型转矩分配函数的SRM转矩脉动抑制策略

针对传统转矩分配函数(TSF)换相区间转矩脉动和峰值电流大的问题,提出一种正弦补偿型TSF,利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)全局寻优能力,以转矩脉动和铜损耗为优化目标,对参数进行寻优。采用有限元方法计算静态特性曲线,在直线型TSF的换相区间引入正弦补偿曲线,采用NSGA-Ⅱ对不同转速和负载下的导通角θ_on、重叠角θ_ov和系数n进行寻优,基于最优控制参数仿真SRM的正弦补偿型TSF控制系统模型。仿真表明,在转矩脉动和铜损耗降低的同时,正弦补偿型TSF在换相区间的转矩脉动率最高降低62.29%,均方根电流最高降低42.6%。实验表明,正弦补偿型TSF在换相区间的转矩脉动率降低75.57%,峰值电流降低67.29%。     

基于电流补偿策略的转矩分配函数法抑制整距绕组分块转子SRM的转矩脉动

整距绕组分块转子开关磁阻电机具有单位铜耗下输出转矩大、损耗低等优点,但转矩脉动大。本文采用余弦TSF控制法即通过控制电机各相电流产生的转矩分量使得低速时整距绕组分块转子开关磁阻电机的输出转矩脉动降低。针对电机转速升高后,由于实际相电流不能跟踪参考相电流,以及关断区间的电流不可控导致电机转矩脉动增大的问题,提出增大或减小其他相的相电流进行补偿的转矩控制策略并进行了分析。仿真和实验结果表明,该电流补偿策略的转矩分配控制法可有效抑制整距绕组分块转子开关磁阻电机的转矩脉动。     

三相全桥式开关磁阻电机转矩脉动抑制方法

针对开关磁阻电机转矩脉动大与其不对称半桥驱动控制系统开发周期长的问题,研究了一种基于转矩分配函数的三相全桥式开关磁阻电机转矩脉动抑制方法。利用三相全桥控制方式,分析了开关磁阻电机的控制逻辑,根据控制逻辑划分转角区间,进而推导了不同转矩区间的转矩模型,用推导的转矩模型确定了基于转矩分配函数的控制方法,构建了基于转矩分配函数的三相全桥式开关磁阻电机转矩脉动抑制控制系统结构,并对控制系统进行了实验研究。实验结果验证了该转矩脉动抑制方法的有效性。     

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。     

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。     

直接转矩控制在开关磁阻电机中的应用与研究

阐述了开关磁阻电机(SRM)直接转矩控(制DTC)策略的原理,指出直接转矩控制的核心在于电压矢量的选择及开关表的建立,给出了DTC在SRM中应用的具体实现方法。对基于直接转矩控制策略的SRM电机转矩控制进行了仿真及实验研究,仿真结果表明,这种策略能够较好地抑制转矩脉动,系统动静态特性良好,实现方法简单。