一、基于MATLAB的开关磁阻电动机非线性动态模型仿真（论文文献综述）
王立标[1]（2021）在《磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究》文中研究说明为提高车辆的抗侧倾性能,主动横向稳定杆技术已成为研究的热点。磁阻电机式主动横向稳定杆采用磁阻电机作为驱动装置,与无刷直流电机和液压泵驱动的主动横向稳定杆相比,具有结构简单、无退磁、响应快及良好的抗堵转能力的优点。然而,磁阻电机式主动横向稳定杆是由机械、电磁和电气控制参数多参量耦合的典型机电复合传动系统。针对系统存在多参量耦合特性,本文从机电耦合角度出发,开展机械-电磁耦合下系统的非线性振动和电气-电磁耦合下功率变换器的非线性特性及其控制研究。本文的主要研究内容如下:（1）设计了应用于车辆主动横向稳定杆的磁阻电机。通过建立车辆侧倾平衡方程,计算出适用于车辆的磁阻电机目标转矩。根据目标转矩,间接计算出磁阻电机的额定功率,并基于经验法设计了相应的磁阻电机。最后采用有限元和加载实验对电机进行性能验证,得出转速运行在1500r/min时,电机能获得3Nm的平均转矩,验证了所设计的磁阻电机满足车辆横向稳定杆系统抗侧倾力矩的需求。（2）磁阻电机非线性磁链曲线建模。磁场是机械系统与电磁系统耦合的桥梁,获得磁链模型是分析系统机电耦合特性的基础。为研究磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合特性,设计了反馈层含logistics映射的CDRNN网络,基于该网络对磁阻电机非线性指数磁链模型的参数进行估计,获得了磁阻电机非线性磁链解析模型。将解析模型计算的磁链值与实验数据进行比较,得出磁链误差不超过0.015Wb,验证了提出的解析磁链模型的有效性。（3）机械-电磁耦合下系统非线性特性分析。基于拉格朗日-麦克斯韦方程建立了磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合动力学模型,利用多尺度法对其进行求解,获得了系统在稳态运动时的主共振振幅方程以及系统稳定性的确定方程,并进一步采用数值和实验法分别对系统在负载激励下的非线性特性进行了研究,通过对系统的加速度及其单位频谱采集计算,得出系统在负载低频激励时不仅存在基频分量的振动,还存在非整数倍谐波振动分量,表明系统在低频负载激励下会产生相应的非线性振动。（4）电机功率变换器的电气-电磁耦合特性研究。在磁阻电机不对称半桥功率变换器的工作状态分析基础上,建立了其励磁、续流和退磁三状态的时域模型,并考虑控制系统参数的影响,基于电流的边界特性获得了功率变换器的分段离散模型。通过不动点稳定性理论对功率变换器的分段离散模型进行了周期1下的稳定性分析,得到了控制与电磁参数耦合下系统临界稳定的边界条件。采用数值和实验法对磁阻电机功率变换器存在电气-电磁参数耦合下的动力学特性进行了研究,得出当系统参数进入特定区域时电机电流功率谱出现连续性,表明系统存在复杂的非线性特性。（5）基于反演滑模的自适应控制系统设计及实现。考虑系统存在外部干扰的情况,设计了自适应反演滑模控制器以提高车辆抗侧倾性能,并基于Car Sim和MATLAB/Simulink联合仿真平台对车辆在双移线工况下进行仿真验证。在考虑不平路面干扰下,相比于被动稳定杆和滑模控制法,提出的自适应反演滑模法能有效降低车辆的侧倾角。为进一步验证控制方法的有效性,设计了控制系统的软硬件,并搭建了可模拟不平路面激励的试验台架。通过实验得出在不平路面激励下,所设计的控制器使车辆的侧倾角得到了控制,验证了本文提出的自适应反演滑模控制方法的有效性。综上所述,本文建立了磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合动力学模型,进行了相关参数激励下的非线性动态特性研究。开发了基于反演滑模的车辆侧倾自适应控制系统及模拟不平路面激励下的性能试验平台。论文的研究工作为提高车辆机电传动部件的可靠性和改善车辆抗侧倾性能提供了参考。
王浩祥[2]（2020）在《混合动力汽车开关磁阻BSG电机模型预测控制研究》文中进行了进一步梳理随着环境污染和资源短缺等问题日益严峻,节能减排愈发受到人们重视。汽车电动化是节能减排的重要措施之一。目前,混合动力汽车作为纯电动汽车的过渡,倍受青睐。其中,皮带传动启动/发电一体式（Belt-driven Starter Generator,BSG）微混系统是混动技术研究的热点之一。相比于其它类型的BSG电机,开关磁阻电机具有不含永磁体、结构简单、启动转矩大等优点,具有很好的发展前景。本课题来源为国家自然科学基金重点项目（U1564201）和江苏省杰出青年项目（BK20180046）。本文针对混合动力汽车容错式16/10极分块转子开关磁阻电机（Segmented Rotor Switched Reluctance Motor,SRSRM）展开了非线性建模、模型预测控制、基于dSPACE快速控制原型平台搭建和实验验证等研究。主要研究内容如下:1)在阐述新型容错式16/10极SRSRM电机结构的基础上,介绍了SRSRM运行原理。根据机电能量转换原理,以电路方程、机械方程、机电方程描述了SRSRM的机电转换关系。比较了SRSRM三种数学模型的建立方法,考虑到精确的电机控制,选择了非线性模型作为数学模型。最后,对SRSRM的运行模式进行了分析。2)为建立SRSRM非线性模型,通过转矩平衡法采集静态转矩为零的特定位置处电流、电压值,进而计算出该位置的磁链值。建立了二阶、四阶傅里叶级数磁链模型和转矩模型,通过比较建模效果,选取了更为精确的四阶傅里叶级数进行模型建立。然而,傅里叶级数只能表示转子位置角和磁链之间关系。针对该问题,引入Kringing模型进一步优化非线性模型。在此基础上,搭建了Simulink电机模型进行仿真验证。3)针对SRSRM传统控制方法的不足,提出了模型预测控制的控制策略实现对SRSRM转矩脉动的抑制。基于Kringing磁链模型,搭建了模型预测电流控制模型,包括了数学模型建立、成本函数建立。针对实时磁链值难以通过传感器采集的问题,建立了卡尔曼滤波磁链观测器。针对传统PID控制的不足,引入了自抗扰控制作为速度环控制器;除了通过控制电流抑制转矩脉动,直接通过转矩控制来抑制脉动也是一种方式。基于一种非线性转矩模型,建立了模型预测转矩控制模型,介绍了矢量选择、成本函数建立。为了进一步抑制SRSRM转矩脉动,引入了转矩分配函数对瞬时相转矩进行控制。根据所建立的两种模型,分别搭建了Simulink模型,进行了仿真分析。4)基于dSPACE控制器,设计了快速控制原型开发平台,详细介绍了硬件设计的步骤,包括了:驱动电路、保护电路、传感器电路等,介绍了软件接口的选择。最后,初步搭建了快速控制原型开发平台,为SRSRM实验研究奠定基础。5)在设计的SRSRM快速控制原型开发平台的基础上,构建了SRSRM实验平台,开展了相关实验,包括了:转矩平衡法、非线性模型和模型预测控制算法。实验结果验证了其理论和仿真的正确性。
贾谊涛[3]（2020）在《电动汽车用开关磁阻电机驱动系统建模与控制》文中进行了进一步梳理近年来,随着大气污染和能源危机持续扩散,汽车工业发生了深刻变革。电动汽车因其具有环境友好、不浪费化石能源等良好的特性使其快速成为了各大主机厂的研发对象。而电机作为电动汽车驱动系统的动力来源,其本体模型和控制技术逐渐成为了研究热点。开关磁阻电机以其机电转换高效、调速范围宽和输出转矩大等独特的优势,成为了电动汽车动力源的最佳方案之一。因此,本文针对四相8/6极开关磁阻电机,在其不同的励磁模式下对静态电磁场分析和动态建模等方面展开了研究。首先,本文在ANSYS/Maxwell软件环境中建立了四相8/6极开关磁阻电机的有限元模型,并对其电磁场特性进行了分析;设计了运用间接法测量开关磁阻电机静态电磁参数的实验方案,并利用数值分析法计算得到了考虑重合励磁区间的各相间互感和转矩的数值,验证了通过有限元计算法获取的电机电磁特性的准确性。其次,基于开关磁阻电机的通用数学模型,在单相励磁模式下提出了一种考虑两相重合励磁区间互感影响的建模方法并推导了数学模型,将相间互感纳入了数学模型中。在MATLAB/Simulink软件环境下建立了开关磁阻电机驱动系统非线性模型并进行了动态仿真。分析了励磁区间重合过程中开关磁阻电机相电流和输出转矩与传统模型的差异,验证了励磁区间重合对电机电磁特性的改变不可忽略。最后,在分析两相励磁模式下的电机电磁特性的基础上,针对相间互感的改变,推导了一种考虑三相重合励磁区间互感影响的数学模型。在MATLAB/Simulink软件环境中对该工况下的开关磁阻电机进行了非线性建模和动态仿真。提取其输出的相电流和转矩与传统两相励磁的模型进行对比分析,结果表明前后三相励磁区间的重合在两相励磁模式下普遍存在并对电机电磁特性有不可忽略的影响。
聂瑞[4]（2020）在《开关磁阻直线电机纵向边端效应及其补偿方法研究》文中进行了进一步梳理开关磁阻直线电机（Switched reluctance linear machine,SRLM）凭借结构简单、可靠性高、容错能力强等优点迎来了良好的应用前景。但是现有SRLM的优化设计方法与控制策略通常借鉴开关磁阻旋转电机的研究成果,这使得其区别于开关磁阻旋转电机而特有的纵向边端效应被忽略。对SRLM的纵向边端效应进行研究可以加深对其真实运行特性的理解,可以为提升SRLM系统性能提供新的思路,因此本文针对SRLM的纵向边端效应及其补偿方法展开研究。首先提出了一种SRLM的高精度非线性模型,该模型能够充分体现SRLM的真实特性,包括纵向边端效应为电机性能带来的影响,该模型为SRLM纵向边端效应的研究打下了坚实的基础。通过有限元方法对SRLM的磁化曲线及磁密分布曲线进行了分析,据此改进了磁化曲线的准线性模型。通过对该准线性模型进行分析得到了一种变形的Sigmoid函数,其可以作为获得完整磁链特性曲线过程中的插值函数。同时归纳了带有偏差的磁链对电流的影响规律,从而提出一种用于获得电机磁链-电流-位置完整曲线簇的训练方法。为了比较所提方法的建模精度,还给出了基于六阶傅里叶级数法所得同一样机的电磁特性模型,设计了在线半实物仿真实验与离线实验,分别证明了依据所提方法得到的电磁特性具有更高的精度以及所建立模型用于模拟电机动态性能时具有良好的效果。此建模方法同样适用于开关磁阻旋转电机,具有良好的普适性。其次结合绕组连接方式研究了纵向边端效应对SRLM性能的影响。通过有限元方法分析了纵向边端效应以及绕组连接方式为电机各相的自电磁特性以及相间的互电磁特性带来的变化。结合两种绕组连接方式详细分析并量化了纵向边端效应对电机动态性能的影响,还分析了电机在不同绕组连接方式下的磁密特性以及铁损耗特性,总结了两种绕组连接方式各自的优缺点。完成了样机在两种绕组连接方式下的测试,分析了电机电动状态时的电磁力脉动以及发电状态时的输出电压纹波,并根据间接测量法处理得到了电机动态运行过程中的铁损耗,不同控制策略下的实验结果均验证了纵向边端效应为电机性能带来的影响,以及电磁分析和仿真结果的正确性。然后从电机设计角度对SRLM的纵向边端效应进行了补偿。通过有限元方法对增加定子辅助磁极的这种已有的补偿方法进行了补偿效果分析,并基于最小化额外空间与成本的目的进行了定子辅助磁极宽度与电磁力脉动之间的敏感性分析,这为定子辅助磁极宽度的选择提供了参考。在等效磁路分析后,根据磁场相似原理提出了一种加宽定子边端磁极的新的纵向边端效应设计补偿方法,并给出了定子边端磁极的理论最优宽度,还对这两种针对平板型SRLM的纵向边端效应的设计补偿方法进行了补偿效果比较。除此之外在借鉴开关磁阻旋转电机的结构特点后,提出了一种不受纵向边端效应影响的SRLM新结构,并在所制造的样机和所建立的硬件平台上完成了实验验证。最后从控制角度对SRLM的纵向边端效应进行了补偿。利用考虑相间互耦合特性的电压平衡方程研究了电机动态运行时纵向边端效应对各相电流峰值造成的影响。随后分析发现原有的SRLM电流估计模型对电流峰值的估计精度有限,为了提高估计精度提出了一种将相间互耦合特性考虑在内的改进的电流估计模型。基于改进的电流估计模型提出了一种用于平衡电流峰值的开通位置自适应调节控制方法,并给出了基于这种调节方法的电机速度闭环控制框图,该系统结构简单且易于实现,实验与仿真结果表明所提控制方法可以实现电流平衡以及对纵向边端效应带来的负面影响进行补偿,该方法在重载和电机饱和情况下同样适用,具有良好的通用性。该论文有图108幅,表13个,参考文献203篇。
赵枢棪[5]（2020）在《开关磁阻海浪直线发电机多目标优化设计研究》文中认为首先,本文介绍了海浪发电的研究现状,并说明了直线发电机的基本原理以及往复式海浪发电机的研究现状和前景。总结了本文研究的DSRLG的结构特征和应用于往复式海浪发电的发电原理。参考传统旋转型SRM设计准则与设计经验,确定了本文研究的DSRLG的初始尺寸。使用有限元软件FLUX,介绍了以有限元法为基础的电磁计算方法。介绍了二维有限元仿真与三维有限元仿真,通过比较二者的仿真计算结果和计算时间成本,确定了本文的有限元建模方式,同时分析了DSRLG的电磁特性。接着,基于有限元模型和SIMULINK动态仿真,得到了DSRLG的平均发电功率密度分别关于动子轭厚、定子轭厚、动子槽深、气隙宽度、定子极宽和动子极宽的变化趋势,确定了DSRLG单目标优化的最优尺寸。然后,选取了三个重要的发电性能指标作为多目标优化的目标,对DSRLG各个结构参数进行了综合灵敏度分析,选择了关键结构参数。然后介绍了基于改进熵值TOPSIS法的多目标优化算法。基于该多目标优化流程,对DSRLG四个关键结构参数分别进行了多目标优化,并分别得到了每个结构参数各个方案值下的最终综合评价值数据。结合了制造工艺和成本等其它设计因素,最终确定了多目标优化后DSRLG的结构尺寸。为了验证本文提出的多目标优化方法的有效性,对优化前后的DSRLG尺寸分别进行了有限元仿真以及SIMULINK动态仿真,比较了优化前后DSRLG的海浪发电的动态综合性能,验证了优化过程的有效性。最后,研制了一台DSRLG样机,搭建了往复式直线发电控制平台。为了验证所设计的DSRLG的静态性能,进行了电机关键位置静态磁链以及半个对称动子周期内静态电磁力的测量,并将实验结果与有限元仿真得到的结果对比。对比结果很好地验证了DSRLG的静态性能以及有限元模型的准确性。为了验证DSRLG应用于往复式海浪发电的动态性能,采用位置控制以及电流斩波控制结合的方式,在不同直流励磁电压下进行了动态实验,得到了不同情况下的绕组电流波形,并将其与SIMULINK动态仿真结果进行对比。对比结果很好地验证了DSRLG的动态性能,以及所建立的MATLAB/SIMULINK动态模型的准确性。该论文有图34个,表20个,参考文献106篇。
贾成禹[6]（2020）在《电动汽车永磁同步电机模型预测控制技术研究》文中研究指明永磁同步电机具有高效率、高功率密度等优点,在汽车工业中常用作电动汽车的牵引电动机。考虑到永磁同步电机驱动系统是一个多变量、非线性、强耦合的系统,对参数和干扰极为敏感,同时,在电动汽车电机驱动系统中具有高电压、大电流的特点,这些关系到整车安全的约束条件必须得到明确的强制执行。而电动汽车驱动系统新兴的要求是在满足系统约束的情况下实现快速动态响应和提供较高的稳态控制精度。模型预测控制在学术界和工业领域取得了巨大的成功,一直作为研究的热点,其显着的优点是它能够在解决最优控制问题时系统地考虑约束,从而允许控制过程在所允许的极限下运行。为此,本文围绕着将模型预测控制理论应用到电动汽车驱动系统开展研究,主要研究永磁同步电机的电流控制和转速控制问题,分别设计了相应的模型预测控制算法,涉及到建模及线性化、电机参数辨识、扰动观测器设计、负载转矩估计,以及实施模型预测控制所涉及的数值优化方法等方面内容。归纳总结了模型预测控制理论在交流传动领域应用的设计要点,分析了内置式永磁同步电机电流控制问题中的参数敏感性,为了给模型预测算法提供精准的数学模型,并结合所构造的预测模型的特点,引入在线辨识算法对敏感参数进行在线辨识,将辨识结果用于反电势和交叉耦合项的计算以及目标控制电压的获取,并以此构成模型预测算法中的状态参数向量。由于实时辨识的参数反映了被控对象的时变特性,因此有效的提升了模型预测控制算法的参数自适应性,采用参数辨识结合模型预测控制理论设计了电流控制器,并通过引入显式模型预测控制技术极大的简化了由模型预测问题引入的在线求解最优化问题的计算量。设计了鲁棒的电流模型预测控制算法,以应对永磁同步电机在实际运行中的由于参数变化及外部扰动引起的不确定性,在存在约束的情况下,通过扩张状态扰动向量,获得了状态和输入受约束的线性系统模型,设计了自适应的观测器对扰动和状态进行在线观测,在线扰动观测与模型预测控制的联合设计保证了无稳态误差的控制效果,同时给出对闭环系统稳定性,收敛性以及无稳态误差的证明,电流控制器采用显式模型预测控制技术进行设计,极大降低了在线计算的复杂度。为了克服传统级联结构的转速控制器难以系统的处理约束并实现总体控制目标最优的问题,本文提出了LPV-MPC的转速电流一体化模型预测控制算法。在分析永磁同步电机的转速控制动态模型和最优电流控制策略基础上,将永磁同步电机的动态状态空间模型在稳态运行点处线性化,通过变换得到了增量形式的转速控制预测模型,设计了扩展卡尔曼滤波器对负载转矩等未知参数进行估计,构成状态反馈,并系统的将约束条件纳入到MPC的迭代优化过程中,通过代价函数的惩罚作用,将系统状态引向目标工作点,该控制策略具有目标状态跟踪误差和控制动作行为的多目标最优调节的特点,同时克服了因模型参数不匹配以及外部扰动引起的稳态误差,实现了转速和电流的最优控制。
马鹏欢[7]（2020）在《开关磁阻电机调速控制系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理开关磁阻电机调速系统（SRD）是一种兼具交流、直流调速优点的新型调速系统,其主要由开关磁阻电机（SRM）、功率变换器、控制器和检测装置组成,其中开关磁阻电机具有结构简单、成本低、效率高等优点,因此受到人们的普遍认可,并在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统及航空航天等领域得到广泛的应用。同时开关磁阻电机还具有非线性以及转矩脉动较大的问题,因此研究其数学模型建立以及转矩脉动抑制的方案,将对于开关磁阻电机调速系统具有重要意义。首先,介绍了开关磁阻电机的发展概况和基本特点。其次,为了建立更加接近实际开关磁阻电机的数学模型,采用了美国Ansoft公司的RMxprt软件对开关磁阻电机进行性能分析和建模,从而优化设计其控制系统,为开关磁阻电机的进一步研究打下基础。然后,分析了开关磁阻电机的工作原理以及三种传统的控制方式,其中三种传统的控制方式分别是:电流斩波控制（CCC）、角度位置控制（APC）以及电压斩波控制（CVC）,并运用MATLAB/SIMULINK软件建立了其非线性仿真模型,通过仿真对开关磁阻电机进行了系统性研究。基于模糊控制不依赖于被控对象的精确数学模型,实现简单,鲁棒性强等优点,特别适合对具有强耦合性、参数时变性、严重非线性与不确定性的复杂系统或过程的控制,因此搭建了开关磁阻电机的模糊控制器模型。又因为开关磁阻电机的角度位置控制（APC）不适用于低速却适用于高速,而电流斩波控制（CCC）只适用于低速,所以针对该问题本文研究了模糊控制与电流斩波控制和角度位置控制相结合的方法,来实现较宽范围内开关磁阻电机的调速控制,仿真结果表明本文设计的模糊控制器可适用于开关磁阻电机的调速控制,且鲁棒性强,调速性能优越。最后,介绍了开关磁阻电机调速控制系统的设计,包括搭建开关磁阻电机的硬件平台以及软件部分的设计,其中详细介绍了系统的各部分硬件电路。该系统被控对象为实验室现有的1500W的12/8的三相开关磁阻电机,以TMS320F2812作为控制器,在该硬件平台上完成了开关磁阻电机调速控制的各项实验。
刘庆[8]（2019）在《低电压纯电动车用异步电机优化设计及控制研究》文中进行了进一步梳理电动车低电压驱动系统具有高安全性、低成本、高可靠性、电磁兼容性好等优势,特别是48V系统在欧洲已经被广泛应用。但是低电压异步电机高速输出功率不足,提高高速转矩成为迫切需要解决的问题。为了解决高速转矩问题以及保证宽转速范围内驱动性能达到最优,必须结合电机设计和控制方法两个方面进行深入研究。本论文以低电压电动车异步电机的优化设计方法和控制方法为研究对象,主要完成以下几个方面的研究工作:高速输出转矩不足是低电压电动车异步电机最大的问题,对此本论文提出了一种利用低速转矩的最大化实现绕组匝数及铁芯长度优化设计的方法,该方法既提高高速输出转矩又满足低速转矩最大化的要求。利用增加转子槽数及三角形接法进一步优化低电压异步电机高速转矩性能,使电动车在单一减速比下既能满足120公里以上的车速又能满足车辆30%爬坡度的难题得到了圆满的解决。针对电动车用异步电机的宽转速范围及非线性特性,本论文提出一种全转速范围内转矩最大化设计方法,实现全转速范围内电机性能整体最优,解决了传统电机设计难以满足电动车电机设计要求的问题。在控制器输出最大电流限制条件下,实现低速重载工况转矩最大化对电动车非常重要。本论文提出一种实现低速转矩最大化的控制方法。首先建立了电流、电压约束条件下的转矩优化模型,并对线性模型和非线性模型均进行了分析计算,表明激磁电流与转矩电流的合理分配才能实现低速转矩最大化。然后将非线性优化模型简化为频率的一维搜索问题而得到最优解,这个最优解同样适合线性模型。最后将优化的激磁电流曲线以及非线性激磁电感在线估计应用于改进的矢量控制系统,有效地实现电机低速重载下电机转矩最大化。仿真和实验结果表明了转矩最大化矢量控制方法的正确性和可行性。车用驱动电机的噪声水平也是一项关键技术指标,但由电机控制器的载波及其谐波导致的窄带电磁噪声则难以改善。针对空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制系统,本论文提出一种带电流频谱整形滤波的随机开关频率脉宽调制控制策略,该策略实现电流频谱均匀化的同时滤除固有频率附近电流谐波,有效削弱电机共振,从而抑制噪声。在有限元模态分析得到电机固有谐振频率基础上,推导出带通滤波器传递函数及离散化算法。最后通过仿真和实验验证了该控制策略对抑制电磁噪声的有效性。对于低电压异步电机,从优化高速转矩及结构考虑,采用三角形接法更具优势。本论文首先对三角形接法三相MOSFET驱动的死区问题进行了详细分析,建立了两相平均电压补偿方法。然后详细分析了RC缓冲电路对死区效应的影响,表明对小电流时的死区误差影响较大,并提出改进的补偿方法。最后针对零电流钳位问题,提出一种考虑RC缓冲电路的死区补偿与提前过零算法相结合的两相平均电压补偿策略,在不进行复杂计算的前提下,实现电流方向的判定及死区电压补偿,并解决零电流钳位问题。仿真及实验结果表明了该补偿方法的正确性与可行性。
李岩[9]（2019）在《面向交变负载特性的开关磁阻电机控制策略研究》文中进行了进一步梳理开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor,SRM）D具有高效率、低成本、高起动转矩以及低起动电流和宽调速范围等优点,广泛地应用于工业现场。传统电机空载和满载时的功率因数相差很大,而开关磁阻电机在空载和满载条件下的功率因数均很高。当转速和负载转矩发生较大变化时,开关磁阻电机系统都能稳定在高水平运行,比较适合于具有交变负载特性的场合,运行效率较高,有利于节能。开关磁阻电机的双凸极结构和磁饱和特性使其无法获得精准的解析模型,脉冲式的供电方式也会带来明显的转矩脉动。针对开关磁阻电机的非线性特性、瞬时转矩脉动、交变负载下母线控制和控制器设计等问题,本文主要研究工作主要有以下几个方面:第一,应用矢量分析方法对抽油机的四连杆几何机构、运动形式进行了求解,建立了抽油机扭矩数学模型,分析了游梁式抽油机的周期性交变负载特性,为开关磁阻工作在交变负载时的瞬时转矩脉动抑制和节能研究以及转矩特性匹配研究提供基础。第二,针对基于转矩平衡位置的磁链测量方法仅能获得有限转子位置的磁链信息,难以实现对开关磁阻电机精确建模的问题,提出了一种基于模糊逻辑系统的方法来求解开关磁阻电机的精确磁链模型,同时保留了转矩平衡法简单易行的优点。所提出的方法根据开关磁阻电机的对称结构获得四个特定转子位置处的磁链特性,进行模糊集划分,从磁链样本中提取模糊规则,采用重心法求解开关磁阻电机整体的磁链特性。将该方法的磁链特性与转子钳制法测得的特性进行了比较,得出了良好的一致性。本文提出的基于模糊系统建立的开关磁阻电机数学模型具有较高精度,可以用于开关磁阻电机的结构设计、控制器的设计和算法验证等。第三,针对开关磁阻电机双凸极结构和脉冲式供电方式导致其特别是在交变负载场合运行时转矩脉动过大的问题,提出了一种基于转矩分配的预测直接瞬时转矩控制（Predictive Direct Instantaneous Torque control,PDITC）算法,该算法依据开关磁阻电机静态电磁特性,建立开关磁阻电机离散预测模型,采用转矩分配函数（Torque Sharing Function,TSF）将总转矩参考值分配至各相作为相转矩参考值,利用开关磁阻电机离散预测模型和各相当前时刻采样值,通过遍历相功率变换器所有可能开关状态,在线预测下一时刻相转矩值。通过性能指标评价函数,对转矩误差和功率变换器的开关次数进行综合评估,确定综合评估指标最小的开关状态输出至功率变换器。所提出的PDITC算法无需制定复杂的滞环规则,并且可以通过性能评价函数综合考虑多个性能指标。实验结果证明,所提出的PDITC策略能够有效的抑制转矩脉动,具有良好的稳态和动态性能,实现了高性能转矩控制。第四,针对交变负载场合的节能和减振的需求,提出了开关磁阻电机驱动系统变母线电压模型预测控制策略,在相同转矩、转速条件下选择最优的母线电压来改变相电流的波形,以最小化能量转换的相电流面积,并减小相电流的无效区域,提高效率降低损耗、减小振动。同时,达到开关磁阻电机与抽油机的载荷特性更好的匹配。为了满足母线电压的调节的准确和快速性,采用有限控制集模型预测控制（Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC）的中点钳位型有源前端变流器（Neutral Point Clamped Active-Front-End Converters,NPC-AFEs）作为母线电压的可控变流器,提出优化的模型预测直接功率控制（Model Predictive Direct Power Control,MP-DPC）算法。该方法可以快速准确的获得所需母线电压值,能够满足开关磁阻电机变母线电压控制的要求。
周颖[10]（2019）在《开关磁阻电机转矩脉动抑制研究》文中研究指明开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor,SRM）是近二十年来发展起来的一种新型调速系统,定子上有集中绕组,转子上既无绕组也无永磁体,拥有坚固耐用、成本低、转速范围宽、容错性强等优势,在一些经常频繁起停、正反转运行的场合,得到了推广应用。但由于SRM双凸极结构和电感高度非线性的原因,开关磁阻电机在工作时特别是低速运转时会产生严重的转矩脉动,限制了它的应用与发展。电机转矩脉动可通过优化电机本体结构与改善控制策略来进行抑制,本文主要从控制策略着手进行了研究,以提高开关磁阻电机调速系统的整体性能。首先本文学习了开关磁阻电机的运行原理,分析了开关磁阻电机转矩脉动产生的原因,决定选用直接转矩控制方法来减小转矩脉动。论文阐述了开关磁阻电机直接转矩控制的基本理论,说明了电压空间矢量的建立过程,在此基础上使用MATLAB/SIMULINK软件建立了双闭环开关磁阻电机直接转矩控制仿真模型,结果表明与常规的电流斩波控制策略相比,直接转矩方法可以更好地抑制电机转矩脉动。为了进一步提高实用性,本文在传统的开关磁阻电机直接转矩控制策略的基础上,结合模糊控制理论设计了模糊自适应PID控制器,替代了原有的固定参数PID系统,改善了固定参数PID在面对非线性、控制参数变化时的系统调节能力不足的缺点。仿真结果验证了新系统的响应速度与调节精度均优于传统PID方法,提高了系统的动、静态性能,并且增强了系统的抗扰动性和自适应性。同时本文针对常规的直接转矩控制技术中磁链参考值固定使得开关磁阻电机定子电流有效值过大、电机铜损大的缺点,结合上述模糊自适应技术,分析对比了不同磁链对系统性能的影响,给出了给定磁链与转矩两者的关联,提出了一种变磁链的模糊直接转矩控制改进方法,并搭建了模型。仿真结果表明本文所提的变磁链的控制方法能降低稳态时定子电流幅值,减小电机损耗并抑制转矩脉动。论文还进一步研究了电机起动过程中定子电流幅值过大的问题,在上述方法中加入了电流控制模块,可以降低起动时电流的幅值,提高系统的整体性能。综上,本文围绕开关磁阻电机直接转矩控制技术展开了深入研究,设计了模糊自适应PID控制模型,提出了变磁链的直接转矩控制改进方法,并增加了电流控制模块以提高电流控制能力,论文使用MATLAB建立了模型,给出了部分仿真结果,进一步验证了本文所提控制策略的可行性。
二、基于MATLAB的开关磁阻电动机非线性动态模型仿真（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MATLAB的开关磁阻电动机非线性动态模型仿真（论文提纲范文）
（1）磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 车辆主动稳定杆原理及控制研究现状 |
| 1.2.2 磁阻电机非线性振动及控制研究现状 |
| 1.2.3 机电系统机电耦合非线性振动及控制研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 车用主动横向稳定杆磁阻电机设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电机式主动横向稳定杆及目标转矩计算 |
| 2.2.1 电机式主动横向稳定杆系统 |
| 2.2.2 磁阻电机目标转矩计算 |
| 2.3 磁阻电机设计及有限元分析 |
| 2.3.1 磁阻电机设计 |
| 2.3.2 磁阻电机有限元静态磁场分析 |
| 2.3.3 磁阻电机有限元瞬态磁场分析 |
| 2.4 磁阻电机加载实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 磁阻电机式主动稳定杆机械-电磁耦合振动特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁阻电机非线性磁链模型 |
| 3.2.1 基于指数函数的磁链模型 |
| 3.2.2 磁阻电机磁链检测 |
| 3.2.3 磁链模型参数估计 |
| 3.3 磁阻电机式主动稳定杆机械-电磁耦合特性 |
| 3.3.1 机电耦合动力学模型 |
| 3.3.2 系统非线性方程求解 |
| 3.3.3 系统稳定性分析 |
| 3.4 负载激励下系统耦合特性仿真与实验 |
| 3.4.1 系统耦合特性数值仿真 |
| 3.4.2 系统耦合振动实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 磁阻电机式主动稳定杆电气-电磁耦合特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 功率变换器数学模型 |
| 4.2.1 磁阻功率变换器时域分析 |
| 4.2.2 磁阻功率变换器迭代离散模型 |
| 4.3 功率变换器稳定性分析 |
| 4.3.1 功率变换器离散分析 |
| 4.3.2 功率变换器离散系统稳定性 |
| 4.3.3 功率变换器分岔特性 |
| 4.4 功率变换器耦合特性仿真与实验 |
| 4.4.1 功率变换器耦合特性时域仿真 |
| 4.4.2 功率变换器耦合特性实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 磁阻电机式主动稳定杆系统非线性控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电机式主动横向稳定杆车辆瞬态侧倾模型 |
| 5.2.1 前后轴主动横向稳定杆输出力矩模型 |
| 5.2.2 前后轴电机输出转矩模型 |
| 5.3 磁阻电机式主动横向稳定杆控制方法研究 |
| 5.3.1 电机式主动横向稳定杆总体控制策略 |
| 5.3.2 外环控制器设计 |
| 5.3.3 内环控制器设计 |
| 5.4 基于CarSim的系统控制仿真 |
| 5.4.1 基于Car Sim仿真方案 |
| 5.4.2 车辆动力学性能仿真 |
| 5.4.3 磁阻电机性能仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 磁阻电机式主动稳定杆控制系统设计及实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 控制系统硬件电路设计 |
| 6.2.1 控制系统架构和最小核心系统 |
| 6.2.2 功率变换电路及驱动电路 |
| 6.2.3 相电流及转子位置信号检测电路 |
| 6.3 控制系统软件设计 |
| 6.3.1 主程序设计 |
| 6.3.2 信号采样程序设计 |
| 6.3.3 转子位置状态及中断程序 |
| 6.4 磁阻电机式主动稳定杆控制实验 |
| 6.4.1 控制系统实验平台设计 |
| 6.4.2 路面激励下车辆侧倾实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）混合动力汽车开关磁阻BSG电机模型预测控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 混合动力汽车BSG系统概述及发展现状 |
| 1.2.1 BSG系统概述及国内外发展现状 |
| 1.2.2 BSG电机选取 |
| 1.3 开关磁阻电机概述及发展现状 |
| 1.3.1 SRM基本概述及国内外发展现状 |
| 1.3.2 SRM控制方法概述 |
| 1.3.3 模型预测控制概述 |
| 1.4 研究意义及主要研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 开关磁阻BSG电机基本理论 |
| 2.1 开关磁阻BSG电机结构及运行原理 |
| 2.2 开关磁阻BSG电机基本方程 |
| 2.2.1 电路方程 |
| 2.2.2 机械方程 |
| 2.2.3 机电方程 |
| 2.3 开关磁阻BSG电机数学模型 |
| 2.3.1 线性模型 |
| 2.3.2 准线性模型 |
| 2.3.3 非线性模型 |
| 2.4 开关磁阻BSG电机运行分析 |
| 2.4.1 开关磁阻BSG电机启动运行 |
| 2.4.2 开关磁阻BSG电机发电运行 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 开关磁阻BSG电机非线性建模 |
| 3.1 转矩平衡法 |
| 3.2 傅里叶级数磁链模型 |
| 3.2.1 二阶傅里叶级数 |
| 3.2.2 四阶傅里叶级数 |
| 3.3 Kringing模型 |
| 3.4 非线性模型仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 开关磁阻BSG电机模型预测控制 |
| 4.1 预测控制基本理论 |
| 4.2 开关磁阻电机模型预测电流控制 |
| 4.2.1 电流预测模型 |
| 4.2.2 卡尔曼滤波磁链观测器 |
| 4.2.3 自抗扰速度控制器 |
| 4.2.4 仿真分析 |
| 4.3 开关磁阻电机模型预测转矩控制 |
| 4.3.1 转矩预测模型 |
| 4.3.2 转矩分配函数 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 开关磁阻BSG电机快速控制原型平台 |
| 5.1 V型开发流程概述 |
| 5.2 基于dSPACE快速控制原型开发平台 |
| 5.2.1 开发平台硬件设计 |
| 5.2.2 开发平台软件设计 |
| 5.2.3 RCP开发平台 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 开关磁阻BSG电机实验研究 |
| 6.1 转矩平衡法验证实验 |
| 6.1.1 实验台架 |
| 6.1.2 实验分析 |
| 6.2 非线性模型验证实验 |
| 6.2.1 实验台架 |
| 6.2.2 实验分析 |
| 6.3 模型预测控制验证实验 |
| 6.3.1 模型预测电流控制实验验证 |
| 6.3.2 模型预测转矩控制实验验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士研究生学位期间研究成果 |
（3）电动汽车用开关磁阻电机驱动系统建模与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电动汽车技术研究现状 |
| 1.2.2 开关磁阻电机驱动系统研究现状 |
| 1.3 本文所研究的内容 |
| 2 开关磁阻电机的基本理论 |
| 2.1 开关磁阻电机的基本结构及工作原理 |
| 2.1.1 开关磁阻电机的基本结构 |
| 2.1.2 开关磁阻电机的工作原理 |
| 2.2 开关磁阻电机的数学模型 |
| 2.3 开关磁阻电机的磁极分布 |
| 2.4 开关磁阻电机的驱动系统 |
| 2.4.1 SRD的基本组成 |
| 2.4.2 SRD的控制方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 开关磁阻电机的电磁特性分析及验证 |
| 3.1 SRM有限元建模 |
| 3.1.1 电机的结构参数 |
| 3.1.2 电机的有限元建模步骤 |
| 3.2 电磁场有限元分析 |
| 3.2.1 有限元分析结果 |
| 3.2.2 磁链特性 |
| 3.2.3 互感特性 |
| 3.2.4 转矩特性 |
| 3.3 静态实验验证 |
| 3.3.1 静态实验的基本原理 |
| 3.3.2 实测结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 单相励磁模式SRM建模与控制 |
| 4.1 励磁区间重合的原理 |
| 4.2 数学模型 |
| 4.3 SRM非线性动态模型 |
| 4.3.1 SRM本体模型 |
| 4.3.2 功率变换器模型 |
| 4.3.3 角度位置检测模型 |
| 4.4 动态仿真分析 |
| 4.4.1 电流对比 |
| 4.4.2 转矩对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 两相励磁模式SRM建模与控制 |
| 5.1 励磁区间重合的原理 |
| 5.2 SRM有限元分析 |
| 5.2.1 分析结果 |
| 5.2.2 磁链特性 |
| 5.2.3 互感特性 |
| 5.2.4 转矩特性 |
| 5.3 数学模型 |
| 5.4 SRM非线性动态模型 |
| 5.5 动态仿真分析 |
| 5.5.1 电流对比 |
| 5.5.2 转矩对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 7 参考文献 |
| 8 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 9 致谢 |
（4）开关磁阻直线电机纵向边端效应及其补偿方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 概述 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 直线电机分类与常见直线电机 |
| 1.3 开关磁阻直线电机研究现状 |
| 1.4 直线电机纵向边端效应研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 开关磁阻直线电机高精度非线性建模研究? |
| 2.1 引言 |
| 2.2 改进的磁链-电流曲线的准线性模型及其分析 |
| 2.3 新型的磁链-电流-位置曲线训练方法 |
| 2.4 基于六阶傅里叶级数法的磁链非线性模型 |
| 2.5 实验验证 |
| 2.6 本章小节 |
| 3 开关磁阻直线电机绕组连接方式及纵向边端效应研究? |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静态电磁特性分析 |
| 3.3 动态特性分析 |
| 3.4 磁密特性分析 |
| 3.5 铁损耗分析 |
| 3.6 实验验证 |
| 3.7 本章小节 |
| 4 开关磁阻直线电机纵向边端效应设计补偿研究? |
| 4.1 引言 |
| 4.2 设计补偿原理 |
| 4.3 纵向边端效应设计补偿方法一 |
| 4.4 纵向边端效应设计补偿方法二 |
| 4.5 不受纵向边端效应影响的SRLM新结构 |
| 4.6 本章小节 |
| 5 开关磁阻直线电机纵向边端效应控制补偿研究? |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纵向边端效应对电流峰值的影响 |
| 5.3 电流估计模型 |
| 5.4 开通位置自适应调节控制方法 |
| 5.5 实验验证 |
| 5.6 本章小节 |
| 6 结论? |
| 6.1 本文的主要工作 |
| 6.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）开关磁阻海浪直线发电机多目标优化设计研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 概述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 海浪发电研究现状 |
| 1.3 开关磁阻直线电机介绍 |
| 1.4 开关磁阻电机优化设计研究现状 |
| 1.5 本文主要研究工作 |
| 2 DSRLG设计与电磁分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 DSRLG初始尺寸设计 |
| 2.3 有限元建模与仿真 |
| 2.4 DSRLG电磁分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 DSRLG结构参数单目标优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 DSRLG动子轭厚优化 |
| 3.3 DSRLG定子轭厚优化 |
| 3.4 DSRLG动子槽深优化 |
| 3.5 DSRLG气隙优化 |
| 3.6 DSRLG定子极宽优化 |
| 3.7 DSRLG动子极宽优化 |
| 3.8 DSRLG单目标优化尺寸的确定 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 DSRLG结构参数多目标优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 优化目标的选择 |
| 4.3 结构参数的灵敏度分析与选择 |
| 4.4 多目标优化算法 |
| 4.5 结构参数多目标优化过程 |
| 4.6 DSRLG多目标优化尺寸的最终确定 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 样机实验验证 |
| 5.1 DSRLG样机实验平台 |
| 5.2 样机静态性能验证 |
| 5.3 样机动态性能验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文主要工作 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）电动汽车永磁同步电机模型预测控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 永磁同步电机控制技术的研究现状 |
| 1.2.1 永磁同步电机经典控制方法 |
| 1.2.2 现代控制理论在永磁同步电机控制系统中的应用 |
| 1.3 永磁同步电机预测控制概述 |
| 1.4 永磁同步电机参数辨识技术概述 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 基于CCS-MPC的预测电流控制策略 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 永磁同步电机的动态模型 |
| 2.3 永磁同步电机控制器传统设计方法 |
| 2.4 永磁同步电机MPC设计方法 |
| 2.4.1 MPC基本理论 |
| 2.4.2 预测模型的设计 |
| 2.4.3 约束条件 |
| 2.4.4 代价函数的设计 |
| 2.4.5 最优化问题的求解 |
| 2.5 显式模型预测控制 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于参数辨识的显式模型预测控制算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 IPMSM的参数敏感性 |
| 3.3 IPMSM的电流模型预测控算法 |
| 3.3.1 控制模型描述 |
| 3.3.2 约束条件处理 |
| 3.3.3 EMPC控制器综合 |
| 3.4 永磁同步电机参数辨识算法 |
| 3.4.1 递推最小二乘法原理 |
| 3.4.2 电感辨识模型设计 |
| 3.5 基于参数辨识的电流模型预测控制仿真及实验结果分析 |
| 3.5.1 仿真结果 |
| 3.5.2 实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 无稳态误差的模型预测电流控制算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 线性预测模型的建立 |
| 4.3 自适应扰动观测器设计 |
| 4.3.1 稳态观测器设计 |
| 4.3.2 自适应算法设计 |
| 4.4 线性无稳态误差模型预测控制器实现 |
| 4.4.1 约束条件的线性描述 |
| 4.4.2 EMPC控制器实现 |
| 4.5 无稳态误差和稳定性证明 |
| 4.6 无稳态误差模型预测控制策略的仿真和实验研究 |
| 4.6.1 无稳态误差模型预测控制策略的仿真结果分析 |
| 4.6.2 无稳态误差模型预测控制策略的实验结果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 采用LPV-MPC的 IPMSM转速控制器设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统运动方程建模 |
| 5.3 经典的PMSM调速系统的MPC设计 |
| 5.3.1 驱动模型线性化 |
| 5.3.2 MPC设计 |
| 5.3.3 约束条件的线性描述 |
| 5.4 LPV-MPC转速控制器设计 |
| 5.4.1 参考电流生成策略 |
| 5.4.2 转速的增量式线性预测模型 |
| 5.4.3 增量约束条件描述 |
| 5.4.4 线性变参数MPC的约束优化问题 |
| 5.5 负载转矩观测器设计 |
| 5.6 LPV-MPC预测控制算法仿真及实验 |
| 5.6.1 转速环LPV-MPC仿真结果 |
| 5.6.2 LPV-MPC参数鲁棒性仿真结果 |
| 5.6.3 抗负载扰动实验结果 |
| 5.6.4 LPV-MPC调速性能对比实验结果 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（7）开关磁阻电机调速控制系统的设计与实现（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 开关磁阻电机的基本特点 |
| 1.3 开关磁阻电机的国内外研究现状 |
| 1.3.1 无位置传感器技术研究 |
| 1.3.2 功率变换器拓扑结构研究 |
| 1.3.3 电机本体设计研究 |
| 1.3.4 SRM模型建立研究 |
| 1.3.5 高性能控制研究 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 第2章 开关磁阻电机的基本原理和数学模型 |
| 2.1 开关磁阻电机基本原理 |
| 2.2 开关磁阻电机的基本方程 |
| 2.2.1 电路基本方程 |
| 2.2.2 机械运动方程 |
| 2.2.3 电磁转矩基本方程 |
| 2.3 开关磁阻电机的数学模型 |
| 2.3.1 理想线性模型 |
| 2.3.2 非线性模型 |
| 2.3.3 准线性模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 开关磁阻电机的控制策略 |
| 3.1 SRM的基本控制策略 |
| 3.1.1 SRM基本控制策略的介绍 |
| 3.1.2 SRM基本控制策略的仿真 |
| 3.2 模糊控制策略 |
| 3.2.1 模糊控制基本理论 |
| 3.2.2 开关磁阻电机模糊控制器的总体结构 |
| 3.2.3 开关磁阻电机模糊控制器的设计 |
| 3.2.4 基于MATLAB/SIMULINK的 SRM模糊控制系统仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 开关磁阻电机调速系统的硬件设计 |
| 4.1 硬件平台设计总体概述 |
| 4.2 功率变换电路的设计 |
| 4.2.1 分立IGBT驱动电路设计 |
| 4.2.2 IPM外围光耦隔离电路设计 |
| 4.2.3 智能功率模块IPM介绍 |
| 4.3 电压采样调理电路 |
| 4.4 电流采样调理电路 |
| 4.5 数字控制器 |
| 4.6 位置检测电路 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 开关磁阻电机调速系统的软件设计 |
| 5.1 DSP程序设计 |
| 5.1.1 CCC控制程序结构 |
| 5.1.2 APC控制程序结构 |
| 5.2 实验研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 全文的总结与展望 |
| 6.1 全文工作的总结 |
| 6.2 进一步研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间完成的主要学术论文 |
| 致谢 |
（8）低电压纯电动车用异步电机优化设计及控制研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文的研究意义 |
| 1.2 电动车用电机及控制研究现状 |
| 1.2.1 电动车用电机应用现状 |
| 1.2.2 电机设计方法研究现状 |
| 1.2.3 电动车领域低电压驱动系统的研究现状 |
| 1.2.4 电动车用电机控制技术研究现状 |
| 1.2.5 电机振动与噪声抑制研究现状 |
| 1.2.6 目前电动车电机系统遇到的技术难题 |
| 1.3 本论文研究内容和主要工作 |
| 2 低电压电动车用异步电机优化设计方法的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 异步电机设计综述 |
| 2.2.1 电机功率密度的提高 |
| 2.2.2 电动车用电机电磁设计与传统设计的区别 |
| 2.3 异步电机设计参数及其特征 |
| 2.3.1 稳态模型及参数 |
| 2.3.2 动态模型及参数 |
| 2.4 低电压异步电机提升高速输出转矩的优化设计 |
| 2.4.1 高速转矩输出存在的问题及匹配设计方法 |
| 2.4.2 增加转子槽数对异步电机高速转矩的影响 |
| 2.4.3 三角形接法环流问题分析及低电压应用优势 |
| 2.5 电机温升分析及优化设计 |
| 2.6 效率优化问题分析 |
| 2.7 全转速范围转矩最大化设计方法 |
| 2.8 优化设计实例及实验验证 |
| 2.9 车辆驱动系统仿真及实车验证 |
| 2.10 本章小结 |
| 3 电动车用异步电机低速转矩最大化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 转矩最大化模型建立 |
| 3.3 激磁电感非线性模型 |
| 3.4 非线性激磁电感转矩最大化计算与分析 |
| 3.5 最大转矩矢量控制方法及仿真 |
| 3.5.1 矢量控制对电机转子时间常数的依赖性 |
| 3.5.2 激磁电感在线估计方法 |
| 3.5.3 低速转矩最大化控制方法 |
| 3.6 实验验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 削弱振动和噪声的随机PWM控制策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电动车用异步电机噪声分析 |
| 4.3 矢量控制系统随机调制技术的实现 |
| 4.4 电机固有频率分析 |
| 4.5 电流谐波频谱整形 |
| 4.5.1 电流谐波频谱整形算法 |
| 4.5.2 带通滤波器的设计 |
| 4.6 电流频谱与电机振动分析 |
| 4.6.1 Matlab仿真分析 |
| 4.6.2 实验结果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 考虑RC缓冲电路的死区效应分析与补偿方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三角形接法死区效应分析 |
| 5.3 三角形接法死区补偿方法 |
| 5.4 考虑RC缓冲电路的死区效应分析 |
| 5.5 零电流钳位分析及提前过零补偿方法 |
| 5.6 仿真分析及实验验证 |
| 5.6.1 仿真分析 |
| 5.6.2 实验验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| B 作者在攻读博士学位期间参研的科学项目 |
| C 作者在攻读博士学位期间获得的发明专利 |
| D 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（9）面向交变负载特性的开关磁阻电机控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究意义及背景 |
| 1.2 开关磁阻电机控制研究现状 |
| 1.2.1 开关磁阻电机建模研究现状 |
| 1.2.2 开关磁阻电机转矩脉动抑制研究现状 |
| 1.2.3 开关磁阻电机变母线电压控制策略研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2 抽油机系统数学模型分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 抽油机的运动学和动力学分析 |
| 2.2.1 四连杆游梁式抽油机结构模型 |
| 2.2.2 抽油机几何关系描述 |
| 2.2.3 抽油机运动分析 |
| 2.2.4 抽油机的载荷分析及计算 |
| 2.3 抽油机地面系统的动力学模型分析 |
| 2.4 结论 |
| 3 开关磁阻电机建模及仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 开关磁阻电机的基本结构以及工作原理 |
| 3.3 开关磁阻电机非线性模型 |
| 3.3.1 开关磁阻电机磁链特性测量 |
| 3.3.2 基于模糊逻辑系统的磁链特性建模 |
| 3.3.3 开关磁阻电机转矩模型 |
| 3.4 开关磁阻电机驱动系统控制策略 |
| 3.5 开关磁阻电机驱动系统仿真研究 |
| 3.5.1 系统仿真模型 |
| 3.5.2 仿真结果分析 |
| 3.6 交变负载转矩特性匹配实验研究 |
| 3.7 结论 |
| 4 开关磁阻电机转矩脉动抑制预测控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 开关磁阻电机驱动系统预测模型 |
| 4.2.1 功率变换器离散预测模型 |
| 4.2.2 电机离散预测模型 |
| 4.3 开关磁阻电机预测直接瞬时转矩控制策略 |
| 4.3.1 开关磁阻电机转矩分配 |
| 4.3.2 性能评价函数 |
| 4.4 速度控制 |
| 4.5 仿真验证 |
| 4.6 实验验证 |
| 4.7 结论 |
| 5 开关磁阻电机变母线电压节能控制策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 开关磁阻电机能耗分析 |
| 5.2.1 相绕组电流分析 |
| 5.2.2 开关磁阻电机损耗分析 |
| 5.2.3 母线电压对相电流的影响分析 |
| 5.3 最优母线电压选取 |
| 5.4 变母线电压控制策略 |
| 5.4.1 有限控制集模型预测控制原理 |
| 5.4.2 模型预测直接功率控制方法 |
| 5.4.3 优化的模型预测直接功率控制方法 |
| 5.4.4 优化的模型预测直接功率控制仿真结果 |
| 5.4.5 优化的MP-DPC在交变负载下对最优母线电压跟踪仿真 |
| 5.5 结论 |
| 6 开关磁阻电机控制器设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 功率变换器设计 |
| 6.3 控制器硬件设计 |
| 6.3.1 电机控制模块处理器以及外围电路的设计 |
| 6.3.2 控制器的转子位置检测设计 |
| 6.3.3 电流采集电路的设计 |
| 6.3.4 RS485和CAN通讯电路的设计 |
| 6.3.5 控制电路板的电磁兼容设计 |
| 6.4 控制器软件设计 |
| 6.4.1 软件总体结构 |
| 6.4.2 系统软件设计 |
| 6.5 实验验证 |
| 6.6 结论 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 模糊规则 |
| 作者简历及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（10）开关磁阻电机转矩脉动抑制研究（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 开关磁阻电机研究现状 |
| 1.2.1 发展概况 |
| 1.2.2 研究方向 |
| 1.3 SRM转矩脉动抑制的研究现状 |
| 1.3.1 SRM转矩脉动抑制技术的研究概况 |
| 1.3.2 直接转矩控制研究现状 |
| 1.4 模糊控制的发展现状 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第二章 SRM直接转矩控制 |
| 2.1 SRM基本理论和控制策略 |
| 2.1.1 SRM的结构和工作原理 |
| 2.1.2 SRM的调速控制系统 |
| 2.1.3 抑制SRM转矩脉动的方式 |
| 2.2 SRM直接转矩控制 |
| 2.2.1 SRM直接转矩控制的理论基础 |
| 2.2.2 电压空间矢量的选择 |
| 2.3 SRM直接转矩控制系统的仿真实现 |
| 2.3.1 仿真环境介绍 |
| 2.3.2 基于DTC的 SRM调速系统仿真模型 |
| 2.3.3 功率变换器 |
| 2.3.4 转矩与磁链调节与估算 |
| 2.3.5 定子磁链区间判断 |
| 2.3.6 开关表 |
| 2.4 仿真结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 SRM模糊自适应直接转矩控制 |
| 3.1 模糊控制技术 |
| 3.1.1 模糊控制基本理论 |
| 3.1.2 模糊控制系统结构 |
| 3.2 模糊自适应控制器的设计 |
| 3.2.1 论域及隶属度函数的确定 |
| 3.2.2 模糊控制规则的确定 |
| 3.2.3 模糊推理与清晰化 |
| 3.3 模糊直接转矩控制系统仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 改进的模糊直接转矩控制方法 |
| 4.1 模糊直接转矩控制的磁链研究 |
| 4.2 变磁链模糊直接转矩控制 |
| 4.3 电流的控制与优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
四、基于MATLAB的开关磁阻电动机非线性动态模型仿真（论文参考文献）
- [1]磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究[D]. 王立标. 东华大学, 2021
- [2]混合动力汽车开关磁阻BSG电机模型预测控制研究[D]. 王浩祥. 江苏大学, 2020
- [3]电动汽车用开关磁阻电机驱动系统建模与控制[D]. 贾谊涛. 天津科技大学, 2020(08)
- [4]开关磁阻直线电机纵向边端效应及其补偿方法研究[D]. 聂瑞. 中国矿业大学, 2020(01)
- [5]开关磁阻海浪直线发电机多目标优化设计研究[D]. 赵枢棪. 中国矿业大学, 2020(01)
- [6]电动汽车永磁同步电机模型预测控制技术研究[D]. 贾成禹. 哈尔滨理工大学, 2020(01)
- [7]开关磁阻电机调速控制系统的设计与实现[D]. 马鹏欢. 曲阜师范大学, 2020(01)
- [8]低电压纯电动车用异步电机优化设计及控制研究[D]. 刘庆. 重庆大学, 2019(01)
- [9]面向交变负载特性的开关磁阻电机控制策略研究[D]. 李岩. 大连海事大学, 2019(06)
- [10]开关磁阻电机转矩脉动抑制研究[D]. 周颖. 山东理工大学, 2019(03)