基于优化控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制的研究

作     者：殷文焯 

作者单位：盐城工学院 

学位级别：硕士

导师姓名：李国利

授予年度：2024年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：开关磁阻电机 单神经元PI 转矩脉动抑制 直接转矩控制 辅助扇区 

摘      要：开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)具有结构简单、成本低廉、可靠性高、起动转矩大等优点,在航空航天、交通运输、家用电器等多个领域得到广泛应用。但由于其非线性的磁链及电感特性,在运行过程中会产生较大的转矩脉动,限制了开关磁阻电机的进一步发展,成为亟待解决的难点之一。本文在小家电的应用背景下,针对一台料理机用四相8/6极SRM驱动系统,通过优化控制策略,提高电机高速带载能力,抑制中低速转矩脉动。 针对高性能SRM驱动系统宽转速范围的调速要求,本文以电流斩波控制(Chopping Current Control)为基础,加入开通角自适应控制器,形成动态的角度位置控制(Angle Position Control)策略,以提高电机动态过程的带载性能,并在此组合方式的基础上引入单神经元的转速环PI控制器,借助算法内部逻辑实现PI参数的快速整定,提升了电机的动态响应速度。仿真和实验均验证了该方法在SRM高速运行过程中具有良好的稳定性。 针对中低速区域SRM驱动系统较为突出的转矩脉动问题,本文参考一种无磁链环的直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)方法,通过分析其扇区矢量组划分存在的转矩脉动抑制缺陷,引入辅助扇区及其对应逻辑,有效抑制了传统无磁链环DTC出现的转矩毛刺,进一步增强了转矩脉动抑制的效果。仿真和实验不仅验证新方法具有较好的转矩脉动抑制能力和运行稳定性能,同时为SRM料理机的中低速控制方案提供了一种切实有效的方法。