基于间接位置检测的开关磁阻电机最优开关角的仿真

分析了间接位置检测的方法,具体研究了基于能量优化的简化磁链法检测转子的位置,并就基于转矩最大化的能量优化进行了仿真,得出一系列不同转速下的最优开关角。

开关磁阻电机间接位置检测的最优开关角仿真分析

本文首先讨论了开关磁阻电机电流～磁链～位置关系的基本原理,给出了一种基于能量优化的磁链法的间接位置检测方案,然后推导出开关磁阻电机的平均扭矩最大化的数学模型,最后利用MATLABL仿真出不同转速下的最优开关角。

开关磁阻电动机间接位置检测控制系统设计

在阐述能量优化简化磁链法原理的基础上,设计了一种基于能量优化简化磁链法的开关磁阻电动机间接位置检测控制系统。系统采用电流、转速双闭环控制,给出了能量优化磁链间接位置检测、电流环控制和转速环控制的实现方案,构建了基于能量优化简化磁链法的开关磁阻电机间接位置检测控制实验系统,并对系统进行了实验测试和分析。实验结果表明,所设计系统能够准确检测控制系统所需控制信号,并通过控制系统获得了期望的相电流波形,为设计性能优良的开关磁阻电动机调速驱动系统提供了研究基础。

永磁偏置径向磁轴承能量优化与实验

针对磁悬浮飞轮低功耗的要求,对一种经典永磁偏置径向磁轴承进行能量优化研究。介绍了磁轴承的磁路结构和工作原理,基于磁轴承电流刚度和位移刚度数学模型,提取出轴承能量优化因子σ。在此基础上,建立了磁轴承功耗的目标函数,并对磁轴承功耗进行优化,得到了最优功耗数学表达式及其对应的σ大小。通过有限元法对轴承功耗优化结果进行仿真验证,其结果与理论分析结果基本吻合。在此基础上,基于优化结果研制了一套磁轴承,并通过改进现有15 Nms磁悬浮飞轮进行功耗测试。结果表明振幅为10μm时,单组绕组的最优功耗为0.87 W,与理论最优值0.79 W的最大误差为9%。该能量优化方法提高了磁轴承低功耗设计效率,对飞轮系统整体功耗优化具有重要意义。

基于蒙特卡罗法的太阳能聚光接收器布局及形状优化设计

太阳能聚光系统接收面能流密度的均匀性对系统的性能及转换效率有着重要影响。为了提高聚光系统接收面上能流密度分布的均匀性,提出了一种对聚光系统接收器的布局及几何形状进行设计和优化的方法。该方法通过蒙特卡罗光线追迹法确定聚光系统接收面上的辐射能流分布,同时考虑了太阳形状。建立了以接收面口径大小为约束,以接收面辐射能流密度分布均匀度最高为目标的优化模型,并利用Kiefer-Wolfowitz随机逼近算法进行求解,从而实现了系统的优化。对二维抛物柱面聚光系统实例进行设计优化,在接收面上获得了光强的最佳均匀分布,同时能保持78.25%的高能量接收率,证明了该方法的有效性。该优化方法相比传统的试凑法计算效率高,并且得到的设计结果更接近最优解。