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开关磁阻电机(SRM)具有结构简单、工作可靠、运行效率高等诸多优点。由它组成的开关磁阻电机调速系统(SRD)因具有良好的调速性能而引起了国内外学者的普遍关注。开关磁阻电机调速系统是位置闭环系统,实时而准确的转子位置信息是其可靠运行和高性能控制的必要前提,传统的位置信息是由机械式位置传感器提供的,而位置传感器的弓l入不仅消弱了开关磁阻电机结构简单的优势,而且降低了系统高速运行的可靠性。因此,探索无位置传感器转子位置检测已经成为世界范围内开关磁阻电机研究领域的热点。
本文在建立SRM电感线性化模型的基础上,利用傅里叶级数逼近,推导了SRM电感非线性模型和非线性数学模型,并给出了SRD系统不同转速下的控制策略。利用AnsoftMaxwell软件采用有限元法(FEM)分析了SRM电磁特性,得到了磁链在不同转子位置、不同电流下的磁化曲线族,为SRD调速系统分析和研究开关磁阻电机无位置传感器模型奠定了基础。
本文提出了一种基于最小二乘支持向量机的开关磁阻电机转子位置估计的新方法。该方法针对开关磁阻电机磁化曲线族的非线性特性,利用最小二乘支持向量机泛化能力强以及能够较好地解决小样本学习问题的特点,通过离线学习的方法形成了一个理想的支持向量机结构来实现电机电流、磁链与转子位置之间的非线性映射,实现开关磁阻电机的转子位置估计。仿真结果表明,该方法能够实现转子位置的准确估计。
最后完成了以DSPTMS320F28335作为控制核心的开关磁阻电机试验系统硬件设计,给出了电流斩波、转子位置估算、相切换程序的流程图和转速估算的算法,利用Matlab对开关磁阻电机调速系统进行仿真,为进一步的工作奠定了基础。