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开关磁阻电机(SRM)具有结构简单、坚固、成本低、工作可靠、控制灵活、运行效率高等诸多优点。因为其具有很好的节能效果,所以它在电动车、纺织工业、焦炭工业、家电行业、油井、风力发电等领域中有很广阔的应用前景。然而,开关磁阻电机的磁路饱和、涡流、磁滞效应等产生的非线性,使得建立其数学模型非常困难,同时还存在着转矩脉动和噪声大等问题,这些都令开关磁阻电机难以获得优良的调速性能。为此,本文展开了开关磁阻电机调速系统的研究。
开关磁阻电机非线性严重,模糊控制是一种非线性控制算法,不需要控制对象精确的数学模型,具有较强的鲁棒性,当被控对象在大范围变化时,拥有较强的适应性,模糊控制器的这些特点,从原理上保证了在SRM调速系统中引入模糊控制,能够改善其调速性能。模糊控制中的量化因子和比例因子对模糊控制器的性能也有很大的影响,因此,得到了一种比例因子自调整模糊控制器。模糊控制动态响应较快,PID控制稳态控制较好,所以,将二者组合在一起,组成模糊自适应PID控制器,根据实际运行情况,再加上专家丰富的调试经验,通过模仿人的思维推理,来进行PID参数的在线调整,以此达到优化控制,获得良好控制性能的目的。
通过调节绕组电压,开通角和关断角来改变绕组电流的大小和波形,进而改变开关磁阻电机的转速和输出转矩。在高速角度控制方式中,开关角是控制量,并且它们还影响着电机的转矩/安培值,对于每一个不同的转速和负载转矩,都存在着一组最优的开通关断角,也就是角度最优问题。本文通过公式推导,得到最优开通角的表达式,并得到了两种调整开通关断角的方法。一种是在线调整开通角,固定关断角。另外一种是同时调节开通角和关断角,使其随着转速以及控制方式的不同,自动寻找到最优值。