开关磁阻轮毂电机非线性建模及驱动控制仿真

来源 :微电机 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lengyubo88
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
针对开关磁阻轮毂电机气隙偏心产生的不平衡径向力对车辆平顺性造成的不利影响,提出一种基于电流斩波的脉冲调制控制(PWM)的方法抑制开关磁阻轮毂电机不平衡径向力,从根本上改善车辆平顺性.首先通过Ansoft Maxwell对一台8/6极四相开关磁阻电机进行有限元分析,在获取电机特殊位置电感数据的基础上,采用傅里叶级数拟合的方法建立开关磁阻电机非线性模型,并与有限元分析结果做对比验证了该模型的准确性.在此基础上建立开关磁阻轮毂电机驱动模型和轮毂电机驱动电动汽车机电耦合一体化模型,将所提出基于电流斩波的PWM控制方法与传统电流斩波控制方法对车辆平顺性影响做对比,仿真结果显示基于电流斩波的PWM控制方法能有效降低开关磁阻轮毂电机不平衡径向力的大小,在提高电机输出转矩的同时改善轮毂电机驱动电动汽车平顺性.
其他文献
针对传统直接转矩控制方法转矩脉动大的问题,提出了一种基于预测控制减小转矩脉动的方法.首先对定子磁链矢量扇区进行了更加细致的划分,增加了可选有效电压矢量的数量,进而提高直接转矩控制的自由度.在此基础上,分析了零电压矢量对定子磁链幅值与转矩的影响,将零电压矢量加入到控制过程中,最后通过预测控制方法选择最优电压矢量.仿真结果表明,所提方法可有效降低转矩脉动,转矩脉动最大可降低61%,同时所提方法与传统直接转矩控制方法相比,具有更好的动态响应性能.
针对内置式永磁同步电机(IPMSM),当以旋转变压器为位置传感器发生严重故障时,提出了一种故障诊断及容错的方案.采用了基于旋转坐标系的改进滑模观测器算法和TypeⅡ型跟踪环路转子位置和角速度提取算法,用于IPMSNM的转子位置和角速度的估算.利用估算数据分析并检测位置传感器是否出现故障,并采用加权算法实现故障情况下系统的平滑切换.通过搭建Matlab/Simulink仿真模型对设计的方案进行验证,输出的结果显示了此方案具有较好的容错控制效果,说明了提出的这个方案可行性和有效性.
针对基于整流桥交流供电的小惯量开关磁电机驱动系统,为了避免开关磁阻电机再生制动运行时能量回馈对母线器件的冲击,本文采用了一种开关磁阻电机绕组能耗制动方法,将制动产生的能量消耗在电机定子绕组上,通过对开关磁阻电机绕组能耗制动深入分析和仿真计算,提出了一种开关磁阻电机绕组两相直通绕组能耗制动控制方法,无需专门制动电阻泄放回路,在保证安全快速制动的前提下,简化了驱动系统的结构.以一台基于整流桥供电的四相8/6开关磁阻电机为应用对象,阐述所提方法的具体实施办法.研究结果表明该方法既可以产生必要的制动转矩,又可以避
针对传统机械式传感器对永磁同步电机控制系统带来的成本高、可靠性较低、性能不稳定以及在复杂工况不易维修等问题,提出了一种基于模型参考自适应(MRAS)来估算电机速度和转子位置的方法,针对传统指数趋近律存在的趋近速度较慢、系统抖振较大等不足,引入了系统状态变量的幂次项,设计了一种改进的指数趋近律,并对传统符号函数进行了平滑处理,基于此设计了改进的滑模速度控制器,该设计方法能够根据系统状态与平衡点之间的距离进行自适应调整趋近律速度,有效的削弱了传统滑模速度控制器存在的抖振,最后在PSIM软件中搭建了整体仿真模型
针对永磁辅助同步磁阻电机(PMASynRM)参数变化大,依据固定参数进行控制容易导致控制精度差的问题,考虑电机磁饱和对参数的影响,基于电感参数(Ld、Lq)离线辨识技术,采用一种自适应的最大转矩电流比(MT-PA)控制策略,实时动态地分配最佳的d、q轴电流,以实现对永磁辅助同步磁阻电机宽速度范围、高转矩精度、高效率的控制.通过仿真和实验,验证了所采用控制方法对永磁辅助同步磁阻电机高转矩精度控制的有效性.
针对传统的滑模观测器在估计永磁同步电机转子位置和转速时存在的抖振问题,提出了一种基于滑模观测器的永磁同步电机矢量控制改进方法.基于传统滑模观测器的PMSM无传感器控制系统,其针对抖振问题,在传统SMO基础上进行了改进,提出了一种基于滑模新型趋近律和改进新型饱和函数结合的抖振抑制方法,使滑模控制具有更好的收敛速度和控制性能,有效的削弱了滑模抖振这一现象;开关增益改进为与给定转速成正比的变量,有效的改善了不同转速切换下抖振加剧的现象.仿真结果表明了新型滑模观测器的有效性,转子位置、转速的抖振得到显著抑制,测量
母线电压和端电压通过硬件比较得到反电动势过零点的方法存在母线电压波动或者偏移,会导致相邻反电动势过零点的相位差反复延长和缩短的不平衡过零点现象,若在该基础上采用传统延时30°电角度换相方法,可能会造成超前换相和滞后换相,以此带来转矩脉动.为解决换相点不准的问题,采用相邻反电动势过零点的中点为换相点来设置换相延时角,并运用求平均的算法来消除随机误差.相比于传统延时30°电角度换相方法,该方法可获得更准确的换相点,实现无刷直流电机无位置传感器调速系统更平稳运行.通过实验验证了该方法的有效性.
针对电机在低频工况下出现的电容电压波动、桥臂环流等问题,提出了一种无权重系数的模块化多电平变换器驱动模型预测控制策略.在假设子模块电容电压均衡的前提下,建立相电流目标函数并求取最优解,通过引入补偿电平数,实现对环流的优化控制.同时为改善传统排序均压控制算法速度较慢的不足,优化了现有SM电容均压控制策略,引入保持因子,并依据理想情况下MMC的电容电压规律,进行归并排序,保证了MMC中各SM电容电压的均衡.通过仿真验证了所提方法能有效实现对电机的控制.
面向未来任意非结构化场景下的自主运行需求,无人系统在多障碍环境下的快速避障能力尤为重要.针对该迫切需求,提出了结合遗传算法与Dubins理论的满足无人系统运动约束的路径规划算法.算法首先考虑高速无人系统的运动约束,设计出满足无人系统最小转弯半径约束、起始点与终止点速度矢量约束的Dubins路径,然后使用遗传算法搜索在多障碍环境中的最短路径.在算法设计中,对路径的编码方式做了深入的研究,根据无人系统路径与环境障碍物的相切方式,设计的路径编码方式可以有效编码无人系统路径与环境障碍物的位置关系,使得其适合采用遗
感知与导航控制是足式机器人适应复杂地形、实现自主行走、达到人机交互的核心关键技术,是足式机器人区别于有人装备、成为地面无人系统的关键.首先,针对野外复杂环境的地形重建和定位难题,采用基于雷达点云信息的全局SLAM定位系统,提出了一种基于拓扑度量相结合的定位框架,实现了在室外环境的地形建模和定位.其次,针对四足机器人的运动和高频振动的情况,采用全局地形下基于Dijkstra算法的路径规划实现了四足机器人的自主导航任务,利用局部地形下基于人工势场理论的自主避障策略,实现了四足机器人在全局地形下的定位导航及局部