开关磁阻电机驱动系统（Switched Reluctance Machine Drives，以下简称SRD）结构简单、成本低廉、在宽广的调速范围内均具有较高效率；而且，由于开关磁阻电机（Switched Reluctance Machines，以下简称SR电机）转子上没有绕组，电机容易冷却，所以，SR电机可以应用于比较高温和恶劣的场合。 SRD具有较好的四象限运行能力，然而目前对SR电机电动运行研究较多，较少关注SR电机发电运行，尤其是发电控制系统及性能优化方面的研究不多。本文以SRD的SR电机及其控制系统为研究对象，对SR电机全工况运行进行研究。本文主要研究内容如下： 首先，对SR电机全工况运行基本理论进行了线性和非线性分析，给出了电感、电流、转矩、磁链等参数的统一解析表达式，深入分析了SR电机全工况运行机电能量转换过程。 其次，建立了模块化、功能化的SR电机全工况驱动系统通用模型。由于SR电机磁路存在着严重的非线性，因此其电机模型及其驱动系统的性能分析与传统电机差异较大。本文利用傅立叶级数表达式，采用一种简化磁链的方法，得到了SR电机非线性模型，并将其推广到发电运行模式，结合控制系统，给出了一种新型的SR电机全工况驱动系统通用模型，为理论分析和实验研究提供了仿真平台。 第三，研究了离散滑模变结构控制及其改进算法在开关磁阻电动机（Switched Reluctance Motors，以下简称SRM）中的应用。本文对滑模控制在SRD中的应用做进一步研究，提出了速度环离散滑模-PI复合控制，电流环混合PI控制的综合控制算法，在良好统动态响应的基础上，有效地减小了滑模控制在稳态点附近的“抖振”，使系统动静态性能得到了改善。 第四，对SR电机发电运行进行了理论分析和实验研究。通过调节开通角和关断角的位置，SR电机可以工作在电动和发电工况。围绕着SR电机发电运行这一领域的应用，对开关磁阻发电机（Switched Reluctance Generators，以下简称SRG）发电原理、建模与仿真、控制策略、运行特性以及实验系统的开发与设计展开了进一步的研究。 第五，研究了SRG电压闭环系统模糊自整定PI控制。将模糊自整定PI控制应用到SRG控制中，能很好的解决PI参数整定困难的问题。外环为电压闭环，采用模糊自整定PI控制，内环为电流闭环，考虑到电机饱和对控制性能的影响，对电流PI调节器进行了改进设计，实验结果表明系统获得了良好的动静态响应。 第六，研究了电流控制下SR电机角度优化问题。为了提高系统的效率及减小转矩脉动，本文以磁链特性为出发点，通过在线计算优化开通关断角，设计了优化控制器，取得了良好的稳态和动态性能。 第七，结合风力机特性对SRG最大风能捕获进行了实验研究。分析了SRG适用于风力发电的特点，提出了SRG风能最大捕获策略，设计了SRG风力发电实验系统，在实验室实现了风能最大捕获控制。 最后，通过实验验证了SR电机全工况运行的稳态和动态性能。研制了基于DSP和CPLD数字化电机控制实验台，编制了SR电机全工况运行控制程序，搭建了风力机模拟实验系统，为全工况运行实验的进行打下硬件和软件基础。