开关磁阻电机带式运输机调速方法研究

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开关磁阻电机利用转子磁阻不均匀产生转矩,即“磁阻最小原理”进行工作,它具结构简单、调整范围宽、调速性能优异、启动电流小、在宽范围内调速时均有较高效率、系统可靠性高等优点。带式输送机是常见的物料运输装置,其具有应用范围广、可靠性强的优点。在带式输送机运行时频繁的需要速度调节和高转矩大重载启动,本文通过将开关磁阻电机应用于带式输送机,采用模糊控制和变论域自适应模糊控制使带式输送机具有宽范围调速和高可靠性的性能。开关磁阻电机的调速问题在不同应用场合具有很多不同的控制方法,本文介绍了开关磁阻电机结构和原理,在此基础上建立了数学模型,同时分析带式输送机的运量和速度度匹配的关系,从而选择一种模糊控制和变论域自适应模糊控制的方法。由于开关磁阻电机转子极存在着显著的边缘效应和高度局部饱和引起整个磁路的高度非线性,同时相电感是电流和转子位置角的非线性函数,开关磁阻电机无法建立准确的数学模型,所以采用模糊PID控制的方法。考虑到实际系统中存在不确定的外部干扰,模糊控制的方法自适应能力有限,所以结合变论域理论设计变论域模糊控制PID控制,提高开关磁阻电机调速控制性能。本文的主要研究对象是三相6/4极开关磁阻电机,通过MATLAB/SIMULLINK平台,设置电机运行条件及相关参数,对变论域模糊控制的调速方法进行了仿真。同时搭建了TMS320F28335为控制芯片的开关磁阻电机调速实验平台,采用LabVIEW虚拟仪器实现上位机程序。结合仿真和实验结果,验证了结合变论域模糊控制调速方法应用的可行性和有效性。
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