一、基于DSP的开关磁阻电动机微步控制策略研究(论文文献综述)
宋士华[1](2021)在《基于多电平电路的开关磁阻电机DITC转矩脉动抑制研究》文中研究指明开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)是一种结构简单、无稀土材料的电机,其鲁棒性好,调速范围宽,适用于高温等恶劣环境,正逐渐替代传统电机。为了更好地实现SRM调速驱动系统的良好性能,提高驱动系统的可靠性,国内外学者进行了多方面的研究,但电机瞬时转矩脉动较大的问题仍然是限制SRM在更多范围内应用并发挥其优势的主要障碍。本文分析了转矩脉动产生的原因,总结了国内外抑制转矩脉动的方法。其中,开关磁阻电机的传统控制策略多为平均转矩控制,由于其双凸极结构,必然会导致转矩脉动。直接瞬时转矩控制(Direct Instantaneous Torque Control,DITC)直接对指令转矩和瞬时转矩进行比较得到绕组所需的参考电压,简化了控制系统结构,也可显着降低转矩脉动,故本文对SRM的DITC系统进行了详细研究。由于SRM励磁、退磁时,绕组两端的电压受到传统功率电路直流电源电压的限制,基于不对称半桥功率电路的DITC动态响应能力较差,为了克服不对称半桥功率电路的电压限制,本文提出了一种新型多电平功率电路,该不仅具有快速励磁、退磁功能,可使输出转矩快速稳定在一定范围内,有效抑制SRM的转矩脉动,还具有结构简单、对开关器件容量要求低、各相可独立运行等优点,适用于任一相数的电机,并且扩大了电机工作电压范围,提高了SRM的动态响应能力。并提出了一种基于负载大小对该功率电路升压电容进行选型的方法,且证明了该方法的可行性。在SRM的DITC系统中,滞环阈值对转矩脉动也有较大影响,故对传统DITC策略进行改进,制定了基于所采用的多电平功率电路的DITC策略。本文分析了滞环阈值对转矩脉动的影响,并探究了开关器件的开关频率、系统采样频率、负载及速度等对滞环阈值的影响,在此基础上,总结了滞环阈值变化的一般规律,提出了基于最小二乘法模型预测的滞环阈值在线寻优方案。本文对一台1.5k W三相12/8极的SRM样机进行了仿真,并设计了基于所提出的功率电路的SRM调速系统实验平台,最后通过实验验证了所提出的功率电路和控制策略在低速运行、高速运行及负载突变等工况下对抑制转矩脉动、提高动态性能方面的有效性和优越性。
何伟福[2](2020)在《开关磁阻电机脉动转矩抑制方法的研究》文中研究指明开关磁阻电机是一种新型的调速电机,相比较于异步电机其控制系统不存在短路现象,可靠性更高;但由于其工作原理导致脉动转矩较为严重,使其在对振动和噪声要求较高的场合难以推广。虽然现在国内外学者对于开关磁阻电机脉动转矩的抑制做了大量的研究,但抑制效果大都有限。因此,为了进一步提高开关磁阻电机的市场竞争力,针对开关磁阻电机脉动转矩的有效抑制研究具有重要的理论意义和实用价值。本文提出了基于峰谷互补原理的双定子双转子开关磁阻电机脉动转矩的抑制研究,主要做了以下内容:第一、对开关磁阻电机的现有特性进行分析研究。通过对开关磁阻电机的本体结构、工作原理和数学模型分析了脉动转矩产生的主要原因,并对其脉动转矩进行了实验测量,验证了电机换相是导致其脉动转矩的主要原因。第二、在对测得的开关磁阻电机脉动转矩的波形进行仔细分析之后,本文提出一种基于峰谷互补原理抑制抵消脉动转矩的双定子双转子系统的低脉动转矩开关磁阻电机。具体为:首先,本文用两套参数相同的定转子系统构建了低脉动转矩的双定子双转子的开关磁阻电机,并通过两套定转子系统的合理错位,产生二个相位互差180°电角度的脉动转矩,基于峰谷互补原理实现脉动转矩的抑制;其次,本文提出换相与调压调速分离的电路结构,一方面,改进了传统控制器的功率逆变电路故障率高的缺陷,另一方面,避免了由于电压斩波控制而导致电机产生的部分高频脉动转矩;再次,本文在电压斩波的控制算法中加入了两套定转子系统的电流协调控制,实现两套定转子系统的同功率运行,以提高双定子双转子开关磁阻电动机的运行效率和二个脉动转矩的对称性;最后,将电机轴端的霍尔位置检测信号改用高速光电检测信号,通过优化位置信号的精度来提高换相的精度,以提高二个脉动转矩波形的对称性,从而提高脉动转矩抑制抵消的效果。第三、对于本文提出的双定子双转子的低脉动转矩开关磁阻电动机调速系统,本文研制了双定子双转子的开关磁阻电机,研制了换相与调压分离的驱动器和高速光电式位置传感器的硬件电路,设计了加入电流协调的控制系统软件程序。搭建了双定子双转子的开关磁阻电动机调速系统的实验平台,进行了新样机左右系统独立运行实验、没有抵消实验(左右定转子错开0°电角度)和抵消抑制实验(左右定转子错开180°电角度),通过实验验证了基于峰谷互补原理抵消抑制脉动转矩的双定子双转子低脉动转矩开关磁阻电机的低脉动转矩特性,证明了该方法的有效性和可行性。
王宁黎[3](2019)在《开关磁阻电机振动转矩抑制方法的研究》文中认为众所周知,开关磁阻电机(SRM)具有成本低、性能可靠、维护工作量小、调速范围宽、系统效率高、系统故障率低等一系列优良特性,应该是一种理想的调速电机系统,但由于SRM存在明显的振动转矩和振动、噪声,限制了 SRM的广泛应用。针对SRM振动转矩的抑制很多学者开展了许多有益的研究,从理论上提出了很多抑制振动转矩的方法,但由于很多还停留在理论仿真阶段,而且,大部分研究方法都只针对了由某一个原因产生的振动转矩,虽然取得了一定的效果,但对于系统性地抑制振动转矩的效果仍不甚理想。以至于通过对实际SRM调速系统进行检测,振动转矩仍相当明显的存在。因此,本文提出了一种新的抑制SRM振动转矩的方法:采用峰谷互补抵消振动转矩,将两套电磁参数相同的开关磁阻电机系统以同样的速度、同样的方向旋转,使得各自的平均转矩叠加输出驱动负载,而各自的振动转矩波形相位互差180°电角度,通过峰谷互补来有效抑制抵消振动转矩。该方法原理清晰,控制方便,易于实现,从全局上起到了抑制振动转矩的效果。具体的研究内容如下:(1)首先分析了开关磁阻电机的本体结构及工作原理,给出了不同相电流波形下SRM电磁转矩的曲线波形并分析了其振动转矩的特性,然后在Simulink仿真平台上进行了 SRM振动转矩仿真的对比研究。在此基础上,研究提出了一种SRM振动转矩的测量方法,搭建了开关磁阻电机振动转矩以及转矩特性的实验测量平台,并验证了 SRM输出转矩中振动转矩分量的客观、明显存在性。(2)研究分析了 SRM振动转矩的特性以及振动转矩的抑制方法,研究提出了基于峰谷互补法抑制抵消振动转矩的方法,即将两套电磁参数相同的开关磁阻电机系统以同样的速度、同样的方向旋转,使得各自的平均转矩叠加输出驱动负载,而各自的振动转矩波形相位互差180°电角度,通过峰谷互补来有效抑制抵消振动转矩。(3)研究设计了一套可以将两台电机同轴同心相联的实验系统,然后搭建了基于峰谷互补法的两台开关磁阻电机振动转矩相互抵消的低振动转矩的开关磁阻电机系统实验平台。(4)在该低振动转矩开关磁阻电机系统的实验平台上,系统研究了开关磁阻电机系统抑制振动转矩的效果,并取得了非常明显的抑制效果。最后,在此基础上提出了一种新型结构的低振动转矩的开关磁阻电机模型。
杨森峰[4](2017)在《基于转矩分配函数的开关磁阻电动机转矩控制研究》文中研究表明随着科技的发展和进步,人们对石油和煤炭等非可再生能源的利用越来越广泛,由此带来的大气污染、全球变暖等问题也日益突显。现在人们正致力于将风能、太阳能和潮汐能等清洁能源转化为电能并将其作为生产生活的主要能源。据统计,在生产生活中电动机对电能的消耗占比最大,因此人们一直在研究既节能,性能又好的电力驱动技术。正是在这样的背景之下一种新型的电机——开关磁阻电动机脱颖而出。相对于传统的交、直流电动机,开关磁阻电动机具备结构简单、造价低廉、调速范围宽、转动惯量小和控制灵活等优点,越来越多的受到专家学者的关注;然而,截止目前,开关磁阻电动机在实际应用中的推广程度,并未达到预期。这是由于开关磁阻电动机存在的一些缺陷,其中一个较为明显的问题就是运行过程中的转矩脉动较大,因此,对开关磁阻电动机的转矩控制技术进行研究具有重要的意义,这也是本文的研究方向。首先,本文详细地介绍了开关磁阻电动机的基本结构和运行原理,并介绍了其数学模型。在此基础上,分析了开关磁阻电动机的三种常用控制方法,如:电流斩波控制方法、电压斩波控制方法和角度位置控制方法。然后分析了转矩脉动的成因,并概述了降低转矩脉动的常规控制方法,最后引出了本文重点研究的转矩控制方法——转矩分配函数法。其次,本文分别介绍了四种常用的转矩分配函数,即直线型、余弦型、立方型和指数型。基于余弦型转矩分配函数,以四相8/6极开关磁阻电动机为控制对象,在MATLAB/Simulink软件中搭建了转速-电流双闭环控制系统,并进行了仿真,结果证明了该控制方法的有效性。另外,开关磁阻电动机的磁共能虽然并不表示实际存在的物理量,但其为计算电磁转矩的一个重要变量。本文对以磁共能作为控制变量的间接转矩控制方法进行了研究,并结合转矩分配函数法,在MATLAB/Simulink中搭建了基于磁共能的开关磁阻电动机控制系统,仿真结果证明了该控制方法的可行性和有效性,为研究开关磁阻电动机控制策略提供了新的思路。最后,本文搭建了一套开关磁阻电动机调速系统实验平台,该实验平台由硬、软件部分组成,其中硬件部分的核心器件是数字信号处理器(DSP)TMS320F28335PGFA,另外还包括电流采集电路、功率变换电路和光耦隔离电路等;软件部分包括在DSP中编写的程序和利用LabVIEW编写的用于实验监控的程序。通过该实验平台,本文进行了基于转矩分配函数的开关磁阻电动机转矩控制实验研究,实验结果验证了该控制方法的有效性和正确性。
唐睿[5](2014)在《开关磁阻电动机微步控制系统的分析与设计》文中提出设计了一种基于微步控制策略的开关磁阻电动机控制系统。运用DSP控制器,通过控制开关磁阻电动机各相绕组电流来调节PWM(脉冲宽度调制)的占空比,使电动机步进角减小即每转步数增加,从而达到减小电动机转矩脉动的目的。实验结果与理论分析完全吻合,验证了该微步控制系统的合理性与有效性。
王臻[6](2012)在《基于磁阻电机的自动化执行器的研究》文中认为开关磁阻电动机调速系统(Switched Reluctance Drive,简称SRD)是极具发展潜力的新型交流调速系统。它集开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)、现代电力电子技术与控制技术为一体,不仅保持了交流异步电动机的结构简单、坚固可靠和直流电动机可控性好的优点,而且还具有价格低、效率高、适应力强等优点,显示出广阔的应用前景。当然,开关磁阻电动机调速系统也存在着许多有待解决的问题,主要是转矩脉动及其引起的噪声较大。只有从调速系统的总体性能指标出发,通过SRD的正确设计和采用优化的控制理论,才能逐步解决这些问题。本文研究的重点就是对阀门执行器的设计和开发,具体为:1.设计基于开关磁阻电动机传动的新型电动执行器,改善大功率执行器的传动控制性能,提高执行器的可靠性。2.研究开关磁阻电动机的步进传动控制理论,利用开关磁阻电机的转矩矢量控制理论,采用微步控制,提高执行器定位精度,有效的减少转矩脉动,克服系统的噪声,提高大功率执行器的控制性能,并利用MATLAB对执行器进行仿真和分析,确定系统的最佳技术参数。3.研究IGBT的开关特性,DSP的数字控制性能和SRD的位置控制性能,建立以执行器定位控制为目标的离散控制模型。4.研究了基于微步控制的步进电源、基于DSP的全数字增量运动控制系统,直接传动控制等技术。
张艳杰[7](2011)在《基于开关磁阻电动机的风力机模拟研究》文中研究指明在风力发电系统研发过程中,需要使用风力机模拟器驱动发电机,以测试发电机和并网装置在不同风速条件下的响应性能。研发精确、经济的风力机特性模拟技术,对于推动风力发电机技术的开发和应用具有十分重要的意义。实验室环境下的风力机模拟器都是由伺服电动机制成的,其对电动机的要求是:具备宽广的调速范围、良好的动态转速和转矩特性、较高的运行效率和可靠性,并且易于控制。目前,风力模拟器采用的电动机类型有直流电动机、异步电动机或者永磁同步电动机。直流电动机带有电刷和滑环,维护量大,可靠性较差,不适合应用于大功率风力机的模拟。异步电动机矢量控制复杂,控制精度受变化的转子参数影响较大,并且低速运行时电机出力小,容易振荡和不稳定。而永磁同步电动机的制造成本则比较高,且存在退磁问题。开关磁阻电动机(Switched Reluctance motor,简称SRM)是近年来开发成功的新型电动机,其优点是:调速范围宽,运行效率高;电机转子结构简单坚固,功率变换器无直通隐患,可靠性高;低速时出力大,有良好的转矩/转动惯量比;控制方式灵活,通过合理的控制,可以实现与直流电动机类似的转矩-转速特性。这些优势使得SRM很适合用于风力机模拟器,但目前还没有SRM用于风力机模拟器的研究报道。本文研究使用SRM的风力机特性模拟技术。对转速调节模拟方法及其模拟误差模型、基于模糊PI调节器的SRM转速控制法、SRM的直接转矩控制方法进行了较为深入、全面的探讨,并开发了实用的使用SRM的风力机模拟器。主要内容有:1.对目前国内外的风力机特性模拟的研究现状进行了分析总结。探讨了SRM应用于风力机特性模拟的可能性,并提出了SRM相对于其它风力机模拟系统的优势。2.提出一种在软件模拟器中数值求解风力机系统微分方程,控制伺服电动机实时调速跟踪的风力机模拟技术。在时域上建立转速调节模拟风力机特性的误差模型,分析模拟步长和转速对风力机特性模拟误差的影响,提出在风力机软件模拟器中以四阶龙格库塔方法实时求解系统微分方程,以降低模拟误差。3.设计了SRM模糊PI调节器,克服SRM双凸极结构和饱和非线性带来的建模困难,进行转速的动态平滑调节。以开关磁阻电动机准线性模型为基础,将SRD(Switched Reluctance motor Drive,开关磁阻电动机调速系统)整定成典型Ⅱ型系统以确定模拟步长。转速偏差大时模糊调节器工作,转速偏差小时PI调节器作用,以消除稳态偏差。进行了风力机模拟系统单步长转速模拟的数字仿真,结果表明模糊PI调节器相比常规PID调节器具备更好的转速跟踪性能。4.研究了一种基于SRM直接转矩控制(Direct Torque control, DTC)的风力机转矩模拟技术。依据风力机和模拟系统的机械方程,推导出转矩调节模拟风力机的转动惯量补偿方法,以实现风力机动态模拟。实时软件模拟器中执行风力机模型,并以转矩指令控制SRM实时跟踪输出参考转矩,SRM采用直接转矩控制策略调节转矩。5.开发了一种转矩磁链双滞环控制的开关磁阻电动机DTC算法。基于SRM近似转矩模型和试验测定的磁化及转矩特性数据,采用转矩磁链双滞环控制策略,直接控制SRM的转矩,实现使用SRM的风力机特性转矩调节模拟。SRM双滞环控制借鉴异步电机的直接转矩控制策略,对SRM磁链矢量实时空间定位,根据参考磁链和转矩幅值,选择控制电压矢量。采用双位式砰砰控制,原理简单,鲁棒性强。Simulink仿真结果验证了转矩磁链双滞环控制的SRM转矩跟踪的有效性,相比SRM的电流斩波控制,SRM直接转矩控制显着减小了转矩脉动。6.分别建立了风力机与风力机模拟系统小信号线性化模型,对风力机特性的转速调节模拟方案与转矩调节模拟方案在频域上进行研究分析,建立模拟误差的频域特性模型,结合输入风速的Van der Hoven模型功率谱特性,比较两种模拟方案的频域动态误差特性。7.建立了开关磁阻电动机驱动直流发电机的风电系统模拟试验平台,设计了一套基于10kW开关磁阻电动机的风力机模拟器。转速调节模拟试验中,上位机软件根据风速输入和传感器的负载转矩值进行风力机特性模拟计算,通过串口向电机控制器传送转速指令,由模糊PI控制器进行实时转速调节。在风力机特性的转矩模拟试验中,测量了开关磁阻电动机的磁链-电流-位置角特性数据,并通过三次样条函数插值,对电流i积分和对位置角9的微分运算,获取SRM的转矩-电流-位置角特性表格,用于开关磁阻电动机DTC控制。以14kW直流发电机为风力机模拟器负载,采用直接转速控制策略,调节直流发电机励磁,对风力机模拟器进行最大风能跟踪测试。转速曲线和负载转矩数据分析表明,所开发的风力机模拟器实现了对风力机转矩-转速特性和转动惯量的模拟。本文对基于开关磁阻电动机的风力机特性模拟技术进行深入研究。分别采用基于SRD模糊PI控制的转速调节方案和基于SRM直接转矩控制的转矩调节方案对风力机特性进行模拟。基于开关磁阻电动机的风力机模拟器结构可靠稳定,调速范围宽,低速动态性能好,为实验室环境下的风力发电机的研发测试提供了一种有效的模拟手段。
孙韬,马丽,王臻[8](2010)在《基于转矩矢量控制的开关磁阻电机控制系统》文中认为本文提出了一种基于瞬时电流控制的抑制开关磁阻电机转矩脉动的微步控制策略。设计了以TMS320LF2407为主控制器的开关磁阻电机控制系统。给出了系统的硬件电路和软件框图。采用最新的转矩矢量控制策略,有效地抑制了转矩脉动。仿真实验结果表明:本系统硬件简单、实用性好、具有良好的动态和静态特性。Tk
周俊[9](2009)在《基于DSP的无位置传感器开关磁阻电机控制的研究》文中进行了进一步梳理开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor——简称SRM)具有结构简单、成本低、控制灵活等优点,由其构成的调速系统(SRD)具有交、直流调速系统所没有的优势,在各个领域中有着广阔的应用前景。SRM是通过定子各相绕组轮流开通与关断产生电磁转矩使转子转动的,位置检测环节是开关磁阻电动机驱动系统的重要组成部分,传统的位置传感器的存在使得SRM的应用范围受到了限制,影响了电机控制系统可靠性,提高了成本,所以研究无位置检测技术是开关磁阻电机系统研究的重要课题之一。本文首先分析了开关磁阻电机内部的结构和运行原理,在简化线性电感模型的基础上,借助Matlab/Simulink软件,建立了开关磁阻电机控制系统的仿真模型。然后借鉴步进电机的微步控制思想,通过采用控制绕组电流的办法,合成转矩矢量,增加SRM的每转步数,减小了转矩脉动。通过了解前人的研究成果以及大量资料文献,介绍并比较分析了各种无位置检测方案的优缺点。在状态观测法的基础上,提出了一种基于滑模观测器的无位置检测技术,该方法通过测量电机终端的电压、电流,便可实现电机的转子位置和转速估测。完成了基于滑模状态观测的电机控制系统的设计。通过仿真分析验证了该方法具有较强的鲁棒性和一定的可行性。最后完成了以TMS320LF2407为核心的硬件设计并简单给出了软件设计思路。
雷淑英[10](2009)在《用于电动汽车的开关磁阻电机驱动系统研究》文中提出电动汽车具有清洁无污染、能量来源多样化、能量效率高等优点,已经成为世界各国竞相发展的产业。本文的主要工作是研制用于电动汽车驱动的SRM驱动系统。在查阅大量文献资料及对前人研究成果了解的基础下,介绍当前电动汽车用电机的情况和发展趋势,通过比较其他调速系统,分析说明了SRM调速系统的优缺点。从SRM的性能入手,在MATLAB/SIMULINK下建立了SRM的线性仿真模型,并对模型进行了详细的仿真分析研究。在此双闭环系统中,采用最新的矢量控制策略。仿真结果证明了该建模方法的合理性和有效性。其次,完成了基于DSP TMS320LF2407A电动汽车用SRM的硬件系统的设计。根据电动汽车驱动系统的特点,研制了本系统所采用的功率变换电路,IGBT驱动电路,控制电路,检测电路及相应的保护电路。然后,设计了DSP控制电路和相应的外围电路。为了提高电路的可靠性,电路采取了光耦隔离等抗干扰措施。最后,完成系统的软件设计。本系统采用PI数字调节,发出相通断信号和PWM信号,并和电流、电压等保护信号相结合,实现对主功率元件的通断控制。控制软件采用模块化编程,增强了程序的通用性和可读性。总结该系统的运行性能,对下一步用于电动汽车驱动的SRM驱动系统的研究和开发具有一定的参考价值。
二、基于DSP的开关磁阻电动机微步控制策略研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于DSP的开关磁阻电动机微步控制策略研究(论文提纲范文)
(1)基于多电平电路的开关磁阻电机DITC转矩脉动抑制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 SRM的发展概况 |
1.3 SRM的转矩脉动抑制研究现状 |
1.3.1 转矩脉动产生原因 |
1.3.2 转矩脉动抑制策略的研究现状 |
1.4 本文主要研究内容及章节安排 |
第二章 SRM基本原理及其驱动系统 |
2.1 SRM的结构及工作原理 |
2.2 SRM的数学模型 |
2.2.1 SRM的基本方程式 |
2.2.2 SRM线性模型 |
2.2.3 SRM准线性模型 |
2.2.4 SRM非线性模型 |
2.3 SRM调速系统 |
2.3.1 SRM调速系统的构成 |
2.3.2 SRM基本调速控制方式 |
2.4 本章小结 |
第三章 传统的SRM直接瞬时转矩控制 |
3.1 传统DITC控制系统 |
3.2 不对称半桥功率电路结构及其工作状态 |
3.3 传统DITC控制策略 |
3.4 传统DITC控制系统存在的问题 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于新型多电平功率电路的DITC |
4.1 多电平功率电路可行性分析 |
4.2 新型多电平功率电路 |
4.2.1 新型多电平功率电路拓扑结构 |
4.2.2 新型多电平功率电路工作模式 |
4.3 新型多电平功率电路的器件选型 |
4.3.1 功率器件的选型 |
4.3.2 滤波电容的选型 |
4.3.3 升压电容的选型 |
4.4 基于新型多电平功率电路的滞环策略 |
4.5 仿真验证 |
4.5.1 仿真模型 |
4.5.2 仿真结果 |
4.6 本章小结 |
第五章 变滞环阈值DITC研究 |
5.1 变滞环阈值的可行性 |
5.2 滞环阈值影响因素 |
5.2.1 功率器件开关频率的影响 |
5.2.2 负载对滞环阈值的影响 |
5.2.3 速度对滞环阈值的影响 |
5.2.4 滞环阈值的一般规律 |
5.3 滞环阈值的在线寻优 |
5.4 仿真验证 |
5.4.1 仿真模型 |
5.4.2 仿真结果 |
5.5 本章小结 |
第六章 实验平台设计 |
6.1 硬件平台的设计 |
6.1.1 控制电路的设计 |
6.1.2 功率电路的设计 |
6.1.3 检测电路的设计 |
6.1.4 保护电路的设计 |
6.2 软件平台的设计 |
6.3 抗干扰设计 |
6.3.1 硬件抗干扰的设计 |
6.3.2 软件抗干扰的设计 |
6.4 实验验证 |
6.4.1 实验系统 |
6.4.2 实验结果 |
6.5 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 全文总结工作 |
7.2 后续工作展望 |
参考文献 |
发表学术论文和参加科研情况 |
致谢 |
(2)开关磁阻电机脉动转矩抑制方法的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 开关磁阻电机脉动转矩抑制方法的国内外研究现状 |
1.2.1 开关磁阻电机结构抑制脉动转矩的研究 |
1.2.2 开关磁阻电机策略抑制脉动转矩的研究 |
1.2.3 本文研究的目的及意义 |
1.3 本文研究内容及章节安排 |
第2章 开关磁阻电机的工作原理分析 |
2.1 开关磁阻电机本体结构及工作原理 |
2.1.1 开关磁阻电机本体结构 |
2.1.2 开关磁阻电机工作原理 |
2.2 开关磁阻电机数学模型 |
2.2.1 电路方程 |
2.2.2 机械方程 |
2.2.3 机电联系方程 |
2.2.4 电感线性模型 |
2.2.5 电感非线性模型 |
2.3 开关磁阻电机传统控制方法 |
2.3.1 角度位置控制 |
2.3.2 电流斩波控制 |
2.3.3 电压斩波控制 |
2.4 开关磁阻电机脉动转矩研究 |
2.4.1 脉动转矩产生的原因 |
2.4.2 开关磁阻电机脉动转矩的实验测量 |
第3章 开关磁阻电机调速系统及脉动转矩研究 |
3.1 基于峰谷互补抑制开关磁阻电机脉动转矩的理论 |
3.2 双定子双转子的开关磁阻电机研制理论模型 |
3.2.1 位置传感器的研制 |
3.3 开关磁阻电机系统控制原理模型 |
3.3.1 功率逆变拓扑结构 |
3.3.2 电流、电压检测模块 |
3.4 控制方法设计 |
3.4.1 电流协调控制的理论分析 |
3.4.2 换相与调压调速分离控制方法分析 |
第4章 双定转子开关磁阻电机的研制和控制器的软硬件设计 |
4.1 双定转子的开关磁阻电机样机的研制 |
4.2 总体系统结构框图 |
4.3 对控制系统硬件电路的设计 |
4.3.1 BUCK调压电路设计 |
4.3.2 位置信号检测电路设计 |
4.3.3 功率逆变电路和驱动电路设计 |
4.3.4 电压、电流采样和保护电路设计 |
4.4 软件控制设计 |
4.4.1 STM32控制芯片介绍 |
4.4.2 控制策略的设计 |
4.4.3 系统软件设计 |
第5章 双定转子开关磁阻电机脉动转矩的抑制的实验研究 |
5.1 系统调试 |
5.2 硬件电路的调试 |
5.2.1 BUCK调压电路调试 |
5.2.2 驱动电路调试 |
5.2.3 位置传感器电路的调试 |
5.3 单边绕组的调试 |
5.4 基于峰谷互补的抵消实验调试和实验结果分析 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(3)开关磁阻电机振动转矩抑制方法的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 开关磁阻电机振动转矩抑制方法的国内外研究现状 |
1.2.1 抑制开关磁阻电机振动转矩的电机本体结构设计研究 |
1.2.2 抑制开关磁阻电机振动转矩的控制策略研究 |
1.2.3 本文研究的目的及意义 |
1.3 本文研究内容及章节安排 |
第二章 开关磁阻电机的工作原理分析 |
2.1 开关磁阻电机驱动系统 |
2.2 开关磁阻电机运行原理、结构及功率变换电路拓扑 |
2.2.1 电机工作原理及本体结构 |
2.2.2 功率变换器拓扑结构 |
2.3 开关磁阻电机的数学模型 |
2.3.1 电路方程 |
2.3.2 机械传动方程 |
2.3.3 机电能量相互转换关系方程 |
2.3.4 线性电感模型 |
2.3.5 非线性电感模型 |
2.4 开关磁阻电机基本控制方法 |
2.4.1 电流斩波控制 |
2.4.2 电压斩波控制 |
2.4.3 角度位置控制 |
2.5 本章小结 |
第三章 开关磁阻电机振动转矩仿真研究 |
3.1 开关磁阻电机振动转矩波形分析 |
3.1.1 振动转矩产生的原因 |
3.1.2 振动转矩波形的理论分析 |
3.2 开关磁阻电机运行系统仿真与振动转矩分析 |
3.2.1 电机本体模块 |
3.2.2 功率变换主电路模块 |
3.2.3 位置检测模块 |
3.2.4 电流滞环控制模块 |
3.2.5 仿真结果分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 开关磁阻电机振动转矩的实验研究与分析 |
4.1 开关磁阻电机轴端振动转矩波形实验测量方法 |
4.2 滤波处理电路 |
4.3 实验系统及实验结果 |
4.3.1 实验系统 |
4.3.2 实验结果与分析 |
4.4 基于实验对振动转矩波形的解释 |
4.5 本章小节 |
第五章 开关磁阻电机振动转矩的抑制方法研究 |
5.1 峰谷互补的实现方法 |
5.2 基于峰谷互补抑制SRM振动转矩方法的实验研究 |
5.2.1 实验系统及平台搭建 |
5.2.2 实验结果与分析 |
5.3 新型低振动转矩的开关磁阻电机结构模型 |
5.4 本章小节 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(4)基于转矩分配函数的开关磁阻电动机转矩控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 开关磁阻电动的发展概况 |
1.2.1 开关磁阻电动机的发展简史 |
1.2.2 开关磁阻电动机的发展现状 |
1.2.3 开关磁阻电动机研究的方向 |
1.2.4 开关磁阻电动机调速系统 |
1.3 本文的主要内容 |
第2章 开关磁阻电动机的基本理论 |
2.1 引言 |
2.2 开关磁阻电动机的基本原理 |
2.2.1 开关磁阻电动机的基本结构和运行原理 |
2.2.2 开关磁阻电动机的数学模型 |
2.3 开关磁阻电动机的控制方法 |
2.3.1 电流斩波控制方法 |
2.3.2 电压斩波控制方法 |
2.3.3 角度位置控制方法 |
2.4 开关磁阻电动机的转矩脉动的抑制技术 |
2.4.1 开关磁阻电动机转矩脉动的成因 |
2.4.2 降低转矩脉动的方法 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于转矩分配的开关磁阻电动机控制系统的建模与仿真 |
3.1 引言 |
3.2 转矩分配函数概述 |
3.3 基于转矩分配函数的SRM转速-电流双闭环系统建模与仿真 |
3.3.1 基于转矩分配函数方法的控制系统原理 |
3.3.2 转速-电流双闭环控制系统建模 |
3.3.3 仿真结果分析 |
3.4 基于转矩分配函数的SRM转速-磁共能双闭环系统建模与仿真 |
3.4.1 基于磁共能的控制系统原理 |
3.4.2 转速-磁共能双闭环控制系统建模 |
3.4.3 仿真结果分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 开关磁阻电动机调速系统软硬件平台搭建 |
4.1 引言 |
4.2 控制系统硬件电路的设计 |
4.2.1 DSP主控制器 |
4.2.2 电流采样电路 |
4.2.3 位置检测电路 |
4.2.4 光耦隔离与触发电路 |
4.2.5 功率变换电路 |
4.2.6 整流电路 |
4.3 控制系统软件部分的设计 |
4.3.1 下位机程序 |
4.3.2 上位机程序 |
4.4 本章小结 |
第5章 实验结果与分析 |
5.1 引言 |
5.2 调速系统起动实验 |
5.3 驱动信号的检测实验 |
5.4 基于转矩分配函数的转矩控制实验 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A |
学术论文 |
科研项目 |
附录B |
(5)开关磁阻电动机微步控制系统的分析与设计(论文提纲范文)
0 引言 |
1 开关磁阻电动机特性及原理 |
2 微步控制策略原理及实现 |
3 SRM控制系统硬件设计 |
4 SRM控制系统软件设计 |
5 结论 |
(6)基于磁阻电机的自动化执行器的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 前言 |
1.1 引言 |
1.2 国内外执行器的研究概况及发展方向 |
1.2.1 国内外执行器的研究概况 |
1.2.2 国内外执行器的发展方向 |
1.3 本论文的研究内容 |
2 电动阀门的特性分析及系统控制要求 |
2.1 阀门的概念 |
2.1.1 阀门的流量特性 |
2.1.2 阀门的流通能力 |
2.1.3 电动执行机构 |
2.2 电动执行器的结构 |
2.2.1 电动机 |
2.2.2 主传动机构 |
2.2.3 手动调节机构 |
2.3 执行器的工作原理 |
2.3.1 执行器的控制系统 |
2.3.2 控制方式 |
2.3.3 工作原理 |
2.4 执行器控制性能分析 |
2.4.1 系统性能指标 |
2.4.2 系统定位精度分析 |
3 步进传动控制的执行器系统建模与仿真分析 |
3.1 开关磁阻电机的基本结构和工作原理 |
3.1.1 开关磁阻电机的基本结构 |
3.1.2 开关磁阻电机的工作原理 |
3.2 步进传动控制的执行器系统建模 |
3.2.1 控制系统结构 |
3.2.2 系统离散模型 |
3.2.3 SRM调速系统的特点 |
3.2.4 SR建模常用的方法 |
3.2.5 SR仿真研究 |
3.3 开关磁阻电动机步进传动的建模及其控制 |
3.3.1 开关磁阻电动机定位转矩特性 |
3.3.2 SRM控制方式 |
3.3.3 微步细分控制 |
3.3.4 步进运动的特性分析 |
4 驱动电路 |
4.1 步进电源的研究 |
4.2 主电路设计 |
4.2.1 主开关电源的设计 |
4.2.2 功率变换器的设计 |
4.3 保护电路的设计 |
4.3.1 过流保护电路的设计 |
4.3.2 过压、欠压保护电路的设计 |
5 电动执行器的特性分析及其控制 |
5.1 执行器的特性分析 |
5.1.1 非线性特性分析及修正 |
5.1.2 执行器振荡原因分析及修正 |
5.2 基于DSP的控制器的设计 |
5.2.1 TMS320LF2407A数字信号处理器 |
5.2.2 控制其硬件结构图 |
5.3 控制电路的设计 |
5.3.1 DSP的外围电路设计 |
5.3.2 位置检测 |
5.3.3 电流检测 |
5.3.4 示电路设计 |
5.3.5 电路的保护及抗干扰设计 |
5.3.6 主开关器件选择及参数计算 |
6 SRD系统软件设计 |
6.1 初始化程序 |
6.2 主循环程序 |
6.2.1 转速计算 |
6.2.2 转速显示 |
6.3 定时中断程序 |
6.3.1 电流控制 |
6.3.2 转速控制 |
6.3.3 位置计算 |
6.3.4 转矩电流变换 |
6.4 捕获中断程序 |
7 总结和展望 |
8 参考文献 |
9 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
10 致谢 |
(7)基于开关磁阻电动机的风力机模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 风力机模拟技术综述 |
1.2.1 风力机转动惯量模拟 |
1.2.2 考虑风切变和塔影效应的风力机模拟 |
1.2.3 风力机模拟用电动机类型的选择 |
1.2.4 基于开关磁阻电动机的风力机特性模拟 |
1.3 本文的主要工作和创新点 |
第二章 风力机特性模型与开关磁阻电动机基础 |
2.1 风力机特性模型 |
2.1.1 由风力机设计参数计算风力机特性 |
2.1.1.1 产生变桨距风力机功率系数特性(曲线)族的算法 |
2.1.1.2 产生变桨距风力机转矩系数特性(曲线)族的算法 |
2.2 开关磁阻电动机原理及模型介绍 |
2.2.1 开关磁阻电动机工作基理与典型运行特性 |
2.2.2 SRM数学模型 |
2.2.3 SRM简化线性模型 |
2.2.4 SRM准线性模型 |
第三章 基于开关磁阻电动机的转速调节模拟风力机技术 |
3.1 风力机特性的转速调节模拟方法 |
3.2 风力机特性模拟误差模型 |
3.2.1 欧拉数值方法模拟误差 |
3.2.2 四阶龙格-库塔方法误差分析 |
3.3 SRD转速调节模拟系统风力机模拟步长选择 |
3.3.1 SR电动机小信号线性化模型分析 |
3.3.2 SRD功率变换器传递函数模型 |
3.3.3 速度PID调节器模型 |
3.3.4 风力机模拟步长选取原则 |
3.4 SRD风力机模拟系统的模糊PI调节器设计 |
3.4.1 基于SRD风力机特性模拟的模糊控制策略 |
3.4.2 SRD模糊PI调节器设计 |
3.5 SRD转速调节模拟系统的算法仿真 |
第四章 基于开关磁阻电动机的转矩调节模拟风力机技术 |
4.1 概述 |
4.2 风力机转动惯量的模拟 |
4.3 SRM直接转矩控制风力机模拟器的仿真实现 |
4.3.1 SRM直接转矩控制原理 |
4.3.2 基于直接转矩控制风力机模拟系统仿真 |
第五章 风力机模拟器的频谱特性研究 |
5.1 风力机模型的小信号线性化建模 |
5.2 风力机模拟器的小信号线性化建模 |
5.3 几种典型情况下风力机模拟器模型分析 |
5.4 风力机动态模拟误差衡量标准 |
5.5 风力机模拟器的实例频谱分析与误差比较 |
第六章 风力机特性模拟试验平台与试验结果 |
6.1 转速调节模拟风力机特性试验系统平台 |
6.2 开关磁阻电动机调速控制器的设计与安装 |
6.2.1 SRD控制器的硬件设计 |
6.2.2 SRD控制器的软件设计 |
6.2.3 SRD控制器的安装 |
6.3 转速调节法模拟试验结果 |
6.4 基于SRM直接转矩控制的风力机模拟平台及SRM特性测量试验 |
6.4.1 SRM转矩模拟方案系统硬件结构 |
6.4.2 开关磁阻电动机的磁链-电流-位置角特性测量 |
6.5 转矩调节模拟风力机特性测试试验结果 |
6.5.1 最大风能跟踪下的转速测试结果 |
6.5.2 风力机模拟正确性验证 |
第七章 结论 |
7.1 研究成果和主要结论 |
7.2 论文不足与下一步的工作 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
攻读博士学位期间的科研情况 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(8)基于转矩矢量控制的开关磁阻电机控制系统(论文提纲范文)
0 引言 |
1 SR电机矢量控制策略 |
1.1 SR电机矩角特性 |
1.2 SR电机转矩矢量控制原理 |
2 SR电机驱动系统设计 |
2.1 系统的硬件电路组成 |
2.2 系统的软件实现 |
3 仿真实验研究 |
4 结论 |
(9)基于DSP的无位置传感器开关磁阻电机控制的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 前言 |
1.1 引言 |
1.2 SRM调速系统研究概况及发展方向 |
1.2.1 SRD的国内外研究概况 |
1.2.2 SRD的发展方向 |
1.3 本论文的研究内容 |
2 开关磁阻电动机的基本结构、原理与特点 |
2.1 SRM的基本结构 |
2.2 SRM的工作原理 |
2.3 SRM调速系统的特点 |
3 开关磁阻电动机数学模型及仿真 |
3.1 概述 |
3.2 SRM的基本方程式 |
3.2.1 电路方程 |
3.2.2 机械方程 |
3.2.3 机电方程 |
3.3 SRM的数学模型 |
3.3.1 SRM简化线性电感模型 |
3.3.2 SRM准线性电感模型 |
3.4 SRD系统仿真模型 |
3.4.1 MATLAB/SIMULINK简介 |
3.4.2 SRD线性仿真模型 |
4 SRD控制策略和参数优化 |
4.1 SRM基本控制方式 |
4.1.1 角度位置(APC)控制方式特性分析 |
4.1.2 电流斩波(CCC)控制方式特性分析 |
4.2 微步控制理论 |
4.2.1 SRM微步控制原理 |
4.2.2 微步控制的实现 |
5 开关磁阻电动机的无位置检测 |
5.1 传统的位置检测方案 |
5.2 位置检测技术的特点及分类 |
5.3 基于滑模观测器的无位置检测技术 |
5.3.1 滑模变结构控制 |
5.3.2 位置检测基本原理 |
5.3.3 滑模观测器的设计 |
5.3.4 仿真实验 |
5.3.5 初始位置检测方案 |
6 SRD系统硬件设计 |
6.1 DSP控制器 |
6.1.1 TMS320LF2407A数字信号处理器 |
6.1.2 芯片外围电路 |
6.2 功率变换器主电路的设计 |
6.2.1 主开关管驱动电路设计 |
6.2.2 主开关器件选择及参数计算 |
6.2.3 驱动电路的设计 |
6.2.4 IGBT的保护 |
6.3 电流检测电路 |
6.4 电压保护电路 |
7 SRD系统软件设计 |
7.1 初始化程序 |
7.2 主循环程序 |
8 总结和展望 |
9 参考文献 |
10 攻读硕士学位期间论文发表情况 |
11 致谢 |
(10)用于电动汽车的开关磁阻电机驱动系统研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 本课题的选题意义及研究背景 |
1.1.1 电动汽车驱动系统的研究意义 |
1.1.2 国内外电动汽车驱动系统的研究概况 |
1.2 电动汽车关键技术 |
1.3 电动汽车电机驱动系统的种类和特点 |
1.3.1 直流电机驱动系统 |
1.3.2 交流感应电机变频调速系统 |
1.3.3 永磁同步电机变频调速系统 |
1.3.4 开关磁阻电机驱动系统 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第二章 电动汽车用SRM的工作特性分析 |
2.1 SRM的数学模型 |
2.1.1 电动势方程 |
2.1.2 电磁转矩方程 |
2.2 SRM的数学模型求解方法 |
2.2.1 基于简化线性模型的SRM分析 |
2.2.2 SRM调速特性分析 |
2.3 SRD控制系统仿真分析 |
2.3.1 SRD线性仿真模型 |
2.3.2 角度位置(APC)控制方式特性分析 |
2.3.3 电流斩波(CCC)控制方式特性分析 |
2.3.4 SRD准线性仿真模型 |
第三章 微步控制理论 |
3.1 微步控制理论 |
3.2 开关磁阻电动机矩角特性 |
3.3 SRM微步控制原理 |
3.4 微步驱动在SRD系统中的实现 |
第四章 电动汽车用SRM驱动系统的硬件设计 |
4.1 SRM驱动控制器的设计要求 |
4.2 SRM驱动器的硬件总体设计 |
4.3 功率变换器的设计 |
4.4 驱动电路的设计 |
4.5 检测电路与保护电路的设计 |
4.5.1 位置检测器 |
4.5.2 电流检测电路 |
4.6 SRM驱动系统主控制器的选择 |
4.7 硬件系统的抗干扰措施 |
第五章 电动汽车用SRM的软件系统设计 |
5.1 程序的总体设计 |
5.2 主程序的设计 |
5.2.1 主程序 |
5.2.2 转子位置初始化子程序 |
5.2.3 ADC初始化子程序 |
5.3 中断服务子程序的设计 |
5.3.1 采用矢量控制策略的定时器中断服务子程序 |
5.3.2 捕获中断服务子程序 |
5.4 软件抗干扰设计 |
第六章系统调试及实验 |
6.1 系统调试 |
6.2 实验系统 |
6.3 电机运行实验 |
第七章 结论 |
7.1 结论 |
7.2 今后研究方向 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表论文 |
四、基于DSP的开关磁阻电动机微步控制策略研究(论文参考文献)
- [1]基于多电平电路的开关磁阻电机DITC转矩脉动抑制研究[D]. 宋士华. 天津工业大学, 2021(01)
- [2]开关磁阻电机脉动转矩抑制方法的研究[D]. 何伟福. 杭州电子科技大学, 2020(01)
- [3]开关磁阻电机振动转矩抑制方法的研究[D]. 王宁黎. 杭州电子科技大学, 2019(01)
- [4]基于转矩分配函数的开关磁阻电动机转矩控制研究[D]. 杨森峰. 杭州电子科技大学, 2017(02)
- [5]开关磁阻电动机微步控制系统的分析与设计[J]. 唐睿. 天津科技, 2014(03)
- [6]基于磁阻电机的自动化执行器的研究[D]. 王臻. 天津科技大学, 2012(07)
- [7]基于开关磁阻电动机的风力机模拟研究[D]. 张艳杰. 山东大学, 2011(07)
- [8]基于转矩矢量控制的开关磁阻电机控制系统[J]. 孙韬,马丽,王臻. 科技传播, 2010(16)
- [9]基于DSP的无位置传感器开关磁阻电机控制的研究[D]. 周俊. 天津科技大学, 2009(06)
- [10]用于电动汽车的开关磁阻电机驱动系统研究[D]. 雷淑英. 天津大学, 2009(S2)