采用变滞环PWM的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法

针对基于传统直接瞬时转矩控制的开关磁阻电机因采用固定滞环控制而存在转矩脉动仍然较大的问题,提出一种基于变滞环PWM的直接瞬时转矩控制方法。通过确定开关磁阻电机各相对应的工作区间,建立各区间相应的滞环函数并对函数中各参数进行优化,根据所得优化后的滞环函数及开关磁阻电机当前转子位置角以及相应的转矩偏差,提出采用变滞环PWM控制方法对其功率变换电路中相应功率开关进行控制,以达到对其转矩脉动进行抑制的目的,最后对其效果进行了仿真验证,同时与传统基于固定滞环的直接瞬时转矩控制方法进行了对比分析,结果表明:该方法不仅显著降低了开关磁阻电机的转矩脉动,而且有效提高了其运行效率,因而具有较好的应用价值。

基于滑模神经网络直接瞬时转矩控制的优化

针对开关磁阻电机在滞环控制策略中存在的较大转矩脉动问题,在传统直接瞬时转矩控制的基础上引入了反向传播(BP)神经网络控制策略,以转矩误差的平方为性能指标函数对直接瞬时转矩控制进行优化调整,抑制了电机在运行时的转矩脉动。进一步,在整体双闭环控制策略基础上,引入滑模控制对转速环节进行改进,提高了系统的响应速度和鲁棒性。最后,利用Matlab/Simulink对传统直接瞬时转矩控制和改进直接瞬时转矩控制进行仿真测试,验证了所提策略的有效性和可行性。

SRM的直接瞬时转矩控制及其改进型的仿真研究

针对开关磁阻电动机的转矩脉动较大的问题,对直接瞬时转矩控制方法进行了研究,并将其与PWM控制方法相结合,进一步介绍了一种改进型的控制方法。对两种控制方法的工作原理展开分析,重点介绍了转矩差值控制环节,它是依据转子角度位置的不同,将电动机的相绕组电感分为三个区间,并通过编程实现各个区间内电动机的控制。通过Matlab/Simulink软件分别搭建了四相8/6极开关磁阻电动机的直接瞬时转矩控制和改进型直接瞬时转矩控制的仿真模型,其中,瞬时反馈转矩是由相电流、转子位置和转矩三者之间的关系表查表得到。研究结果表明,两种方法都能够对转矩脉动起到抑制作用,但相比较而言,改进型直接瞬时转矩控制方法的抑制效果更加明显。

基于模糊分数阶PID的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制

针对开关磁阻电机直接瞬时转矩控制系统,引入分数阶积分与分数阶微分和二维模糊控制器结合,设计模糊分数阶PID转速外环控制器,提出了基于模糊分数阶PID的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制。引入分数阶积分可提高系统的稳态精度,削弱积分饱和引起的大超调;运用分数阶微分解决原一阶微分易受高频干扰的缺点,提高系统的动态性能;基于RBF神经网络设计了PID转矩内环控制器,适应开关磁阻电机的非线性,实现转矩的双闭环跟踪控制。通过仿真表明:设计的模糊分数阶PID转速外环控制器能有效减小开关磁阻电机转矩脉动,系统快速达到稳态,动态性能良好,适应性强。

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。

五电平拓扑下开关磁阻电机直接瞬时转矩控制

针对开关磁阻电机转矩脉动,提出开关磁阻电动机五电平驱动拓扑结构和滞环控制策略。研究和分析五电平拓扑的五电平导通原理,并与不对称半桥驱动电路三电平导通进行比较。结合开关磁阻电机绕组导通和直接瞬时转矩控制原理,设计五电平驱动下开关磁阻电机直接瞬时转矩滞环控制策略,并且进行仿真实验。仿真结果证实与不对称半桥电路相比,五电平拓扑下的转矩控制算法简单,而且有效减小转矩脉动,改善转矩的动态特性。

开关磁阻电机直接瞬时转矩控制的优化研究

为改善开关磁阻电机(SRM)的转矩脉动和效率,提出了一种改进的SRM直接瞬时转矩控制(DITC)方法。该方法采用了灵活的转矩分配方式获得各相参考转矩,用来对瞬时转矩进行闭环控制;同时增加了角度优化方案,根据每相绕组导通期间的累积转矩误差、转速和参考转矩等变量,通过模糊算法实现电机开通角度的在线调整,动态的改善转矩误差和电机的效率。在MATLAB/Simulink软件中分别根据改进前后的DITC方法建立SRM控制系统仿真模型,仿真试验结果表明所提的优化方法能够达到较小的转矩误差和相电流,实现了电机的平稳、高效控制。

基于模糊自适应PI控制的SRM直接瞬时转矩控制系统

利用直接瞬时转矩控制(DITC)方法改善开关磁阻电机(SRM)转矩脉动过大的问题。将模糊逻辑与PI控制相结合形成模糊自适应PI控制策略,构成了SRM的调速系统,改善了SRM高度非线性难以用传统PI控制取得较好控制效果的问题。仿真结果表明,DITC方法能够有效地控制转矩,转矩波形明显优于传统控制方法的转矩波形,有效地抑制了转矩脉动。模糊自适应PI控制器对高非线性的SRM取得较好的控制效果,提高了系统动态响应,减小了超调量,稳定性强。

开关磁阻电机的新型直接瞬时转矩控制方法及其高效率运行

针对传统直接瞬时转矩控制(DITC)由于未考虑各相绕组的输出转矩随转子位置变化而采用单一的控制策略,造成换相期间转矩脉动较大的问题,提出了一种新型DITC方法来抑制开关磁阻电机(SRM)的转矩脉动。按照电机绕组的电感变化规律对导通周期进行区域划分,根据电机绕组在各导通区域输出转矩能力的变化,对各区域分别设计滞环策略,以实现在整个导通周期始终采用输出转矩能力较大的电机相的内滞环来调节转矩误差,进一步减小SRM的转矩脉动。并针对DITC效率偏低的问题,通过对关断角的优化设计以及对开通角的离线寻优,来提高电机效率。仿真分析和实验结果表明,所提方法有效地减小了SRM的转矩脉动,并提升了电机效率。

开关磁阻电机滞环-脉宽调制直接瞬时转矩控制

开关磁阻电机普遍存在转矩脉动较大的问题,文章提出一种针对不同相位,并结合滞环控制和脉宽调制(pulse width modulation,PWM)的直接瞬时转矩控制策略。该方法工作在单相工作模式下,先分析了转矩在控制过程中出现波动原理,然后结合单相半桥电路制定了单相区和换相区不同控制方法。考虑到滞环控制器的在正负滞环限之间自由响应且无法进行控制的不足,将PWM等效策略引入滞环限间,达到优化转矩控制效果的目的。仿真和实验证明,这种将滞环策略和PWM策略结合的算法,充分考虑到转矩在不同条件下输出特性,优化的开关策略在不同工况下施加相应的绕组电压。相比于传统滞环控制,所提控制策略不仅实现了抑制转矩脉动,还优化了控制系统的响应时间和转矩超调。

基于柔性神经网络的SRM直接瞬时转矩控制

开关磁阻电机(SRM)有着广阔的应用前景,而低速运行时的高转矩脉动这一缺陷限制了其在汽车等领域内的应用。针对SRM强非线性和高度耦合性的特点,借鉴传统直接瞬时转矩控制(DITC)策略,提出了基于所构造的柔性神经网络(FNN)的SRM直接瞬时转矩控制策略。其中改进的控制策略外环采用不完全微分模糊PID对速度进行调节,内环采用以转矩误差的平方为性能指标函数的FNN自适应PID对转矩进行调节。在Matlab/Simulink环境下,仿真结果表明改进的DITC策略能够更有效地降低SRM的低速转矩脉动。

开关磁阻电动机直接瞬时转矩控制系统的设计与仿真

针对开关磁阻电动机转矩脉动问题,将直接瞬时转矩控制方法应用于开关磁阻电动机的转矩控制。基于四相8/6极开关磁阻电动机,给出了其速度控制系统的设计。在Matlab/Simulink环境下,利用基本模块建立了开关磁阻电动机的直接瞬时转矩控制仿真模型。为了实现转矩的反馈,构建了转矩、电流和位置之间的二维表T(i,θ)。最后,结合速度PID控制器,对开关磁阻电动机的直接瞬时转矩方案进行了仿真研究。研究结果表明,直接瞬时转矩控制能有效地减小转矩脉动,而且能够提升开关磁阻电动机的动、静态工作性能,对开关磁阻电动机是一种有效的控制方法。

基于最优角度自适应TSF的SRM直接瞬时转矩控制

针对开关磁阻电机(SRM)在换相区转矩脉动大、运行效率低的问题,提出了一种基于最优角度自适应转矩分配函数(TSF)的SRM直接瞬时转矩控制(DITC)方法。首先,在电机全速范围内选取部分代表性转速,获得相应转速下最大平均转矩对应的最优开关角;然后,用离散的最优开关角数据训练改进的BP神经网络,获得全速范围内的最优开关角,从而使TSF根据不同转速动态地调整其形状,获得自适应能力,达到抑制换相区转矩脉动的目的。为验证所提方法的有效性,以一台3相6/4极SRM搭建仿真模型和实验平台,结果表明,所提方法有效抑制了换相区的转矩脉动,并提升了系统的运行效率。

基于模糊自适应PID的开关磁阻电机滞环-脉宽调制直接瞬时转矩控制

开关磁阻电机(SRM)具有转矩脉动较大的特点。提出一种结合滞环控制和脉宽调制(PWM)的直接瞬时转矩控制策略解决此类问题。分析了转矩在控制过程中出现大波动的机理,制订了单相区和换相区不同控制方法。考虑到转矩在不同条件下输出特性,将PWM等效策略引入滞环限间,优化了转矩控制效果。加入了模糊自适应PID控制器,提高系统响应性能。仿真结果表明该控制策略响应速度快,能有效地抑制SRM的转矩脉动。

SRM的低转矩脉动低铜耗直接瞬时转矩控制

针对多相(4相及以上)开关磁阻电动机的直接瞬时转矩控制问题,对电动机的转矩脉动和绕组铜耗的降低两项指标展开研究。提出了一种动态多相转矩分配策略用于降低转矩脉动;同时引入预测型PWM调制方式,预先确定转矩值,利于各量有效的在线计算;另外,基于动态多相转矩分配策略,提出低铜耗换相策略。各策略算法均给出数学模型并分析,并通过仿真和实验,给出了相应的结果。

基于PWM的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制

针对开关磁阻电机(SRM)转矩脉动过大的问题,提出一种结合直接瞬时转矩控制(DITC)和脉宽调制的控制方法。该方法依据SRM的转矩特性进行扇区划分,将三相SRM的一个电角度周期划分为9个扇区;同时给出转矩滞环大小的选取原则,在运行时能自适应地调整滞环大小。此外,不同于传统DITC,在每个采样周期内只选取基础电压矢量进行控制,该方法根据运行状况以及优化后的导通规则对每相电压占空比进行实时调整得到合适的电压矢量。通过Matlab/Simulink仿真及实验样机平台验证,证明了所提方法可以解决传统DITC存在的电流脉动大等诸多缺陷,并使DITC适用于较低的转矩环采样频率,在开关磁阻电机型电动车研制领域具有较高的应用价值。

基于改进滑模控制策略的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法

基于传统滑模控制策略的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法存在抖振大、动态时间长等问题,且利用机械方程获取参考转矩时需要实时观测系统负载。为解决以上问题,提出了一种基于改进滑模控制策略的直接瞬时转矩控制方法。在传统滑模面和滑模趋近律的基础上引入状态变量,降低了不同工况下电机的转矩波动和电机动态过程调整时间。为有效避免实时计算电机负载转矩,将负载转矩引起的系统变化映射到滑模面的变化,并在滑模控制器中引入负载转矩观测值自适应律,有效抑制了负载变化时的系统抖振并加快了系统动态响应。通过李雅普诺夫函数证明了改进滑模控制器的稳定性。为了验证所提方法的有效性,进行了仿真和实验,结果表明,该方法在稳态和变速变载工况下具有良好的性能。

开关磁阻电机的直接瞬时转矩控制系统设计与仿真

采用了直接瞬时转矩控制(DITC)方法来抑制开关磁阻电机(SRM)的转矩脉动。介绍了DITC方法的控制原理,据此设计了不同导通区间内的转矩滞环控制器,并进行了仿真研究。仿真结果表明,DITC方法能够按预定的要求将转矩波动范围控制在滞环限内,在调速阶段能够快速跟踪和准确地控制转矩,转矩波形明显优于传统电流斩波控制下的转矩波形,证明了所设计的DITC方法能够有效提升SRM动、静态工作过程中的转矩性能。

基于双PI的SRM直接瞬时转矩控制系统的研究

基于开关磁阻电机(SRM)直接瞬时转矩控制(DITC)的思想,采用双比例积分(PI)控制,结合转矩分配函数,使三相瞬时转矩跟踪三相参考转矩,从而实现对电动机的控制。为验证控制的有效性和可行性,以一台11 kW的3相12/8极SRM为对象,采用数字信号处理器(DSP)为核心控制板搭建实验平台。实验结果表明,基于双PI的SRM DITC系统在电机的空载和带载实验中均达到了预期的效果。

基于滑模控制的SRM直接瞬时转矩控制研究

针对开关磁阻电机(SRM)非线性、精确建模困难且转矩波动大等特点,在SRM直接瞬时转矩控制(DITC)的转速外环引入动态滑模控制器(SMC)。基于MATLAB/Simulink搭建了系统仿真模型,仿真实验结果表明,速度调节器采用动态滑模控制的SRM DITC系统拥有良好的鲁棒性,为SRM转矩控制进一步研究构建了基础性平台。