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开关磁阻电机驱动系统(SRD)是一种先进的机电一体化装置,它广泛应用于煤矿、交通、家电等领域。但是,由于开关磁阻电机(SRM)具有较强的非线性特性,给控制器的设计和优化带来了一定的困难。为了解决这一问题,可以将模糊控制器作为速度控制器应用于SRD 系统中。本文以模糊控制技术在SRD 系统中的应用为主题展开理论分析和研究。主要内容有:
介绍了SRD 系统的发展现状,模糊控制理论的发展和应用,特别是模糊理论在SR系统中的应用。
介绍了SRM 的基本结构、运行原理和数学模型,并制定了变角度斩波控制的控制策略。
介绍了模糊控制的数学推理和模糊控制器的设计方法。在分析了查表型模糊控制器和在线计算的模糊控制器的优劣后,采用了可以在线计算的模糊控制器作为SRD 系统中的速度控制器的控制方案。并设计、优化了模糊控制器的算法。
在进行SRD 性能仿真时,传统的非线性插值不但耗时,而且对有限元计算数据量要求高,但是采用传统的电感拟合方法,拟合精度又达不到工程应用标准,为了解决这两个问题,作者提出了一种新的电感函数的拟合方法,进而讨论了转矩函数的拟合,建立了SR 电机的解析数学模型,并将其应用于系统仿真中。通过对系统的仿真实验,发现模糊控制器可以对SRD 系统的转速进行有效的控制。
介绍了实验平台的硬件设备以及控制器软件主要部分的编写,在实际系统中实现了对SR 电机转速的模糊控制。在实验平台上的实验表明,采用可在线计算的模糊控制器作为SRD 系统的速度控制器是完全可行的,其控制效果是满足实际要求的。
本课题组承担了国家十·五863 计划电动汽车重大专项:“EQ6110HEV 混合动力城市公交车用电机及其控制系统”(2001AA501421)的研究工作。本文的研究是在该项目的资助下完成的。