基于线性自抗扰的开关磁阻电机控制器设计

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开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)机械结构简单、稳定性好,应用范围广,工作状态时的绕组相互独立,具有调速范围宽、效率高、动态响应好等优异性能,在航空工业、新能源电动汽车、油田抽油机、家电等领域得到广泛的应用。但是,由于电机运行时磁路的非线性和转矩脉动严重,并且难以精确建立开关磁阻电机的动态模型,导致对开关磁阻电机转速的控制较为复杂,因此高性能的转速控制研究尤为重要。针对上述问题,本文提出了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)的SRM转速双闭环控制策略,主要的工作内容有:针对传统的PI双闭环控制SRM转速的问题,设计了基于LADRC的SRM转速控制器,为了验证LADRC转速控制策略的可行性和高效性,分别设计了转速外环PI控制和电流内环PI控制、转速外环LADRC控制和电流内环PI控制、转速外环PI控制和电流内环LADRC控制、转速外环LADRC控制和电流内环LADRC控制四种双闭环调速控制器,并且对四种控制方式在设定转速、转速突变和负载突变情况下进行仿真,验证了 LADRC双闭环控制的可行性,能够较好的解决SRM调速的快速性与超调的矛盾。针对LADRC双闭环控制SRM转速的实验验证问题,设计了基于LADRC的SRM调速控制的软硬件系统,搭建了额定功率1.5KW的三相12/8极开关磁阻电机实验平台,然后对双闭环的LADRC控制方式和双闭环的PI控制方式控制效果进行实验验证,实验结果表明,基于LADRC控制的转速双闭环控制策略在快速、超调和抗扰动方面均优于PI控制。本文所提出的基于LADRC的转速双闭环控制策略,实现了对SRM的高性能转速控制,设计的基于LADRC的SRM控制器,具有一定工程应用价值。
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