[发明专利]开关磁阻电机忆感器模型建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机忆感器模型建模方法，尤其适用于各种相数开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机的线性模型忽略了磁场饱和等非线性因素，使得开关磁阻电机相电感仅与其转子位置角度有关，而与相电流的大小无关，因此，开关磁阻电机的线性模型对其电机优化设计、静态和动态性能定量分析、控制策略的评估等有很大的误差。开关磁阻电机本体存在局部磁饱、具有非线性磁路，其功率变换器处于开关工作模式、具有非线性电路拓扑，因此，开关磁阻电机相电感具有非线性特性，不仅与其转子位置角度有关，而且与相电流的大小有关。建立精确的开关磁阻电机非线性模型有助于提高其电机优化设计、静态和动态性能定量分析、控制策略评估的精度。开关磁阻电机相电感非线性建模是建立精确的开关磁阻电机非线性模型的关键，但传统电机的建模方法很难运用到开关磁阻电机的建模中。开关磁阻电机相电感数字化非线性建模在仿真和实际控制中，要求仿真器、控制器具有强大的运算能力，使系统运行成本和实时性之间存在矛盾。数学直接仿真使仿真系统中的物理现象与实际系统的相似。忆感器受磁链控制，具有磁链-电流滞后环，可以模拟开关磁阻电机相电感与其转子位置角度、相电流大小的非线性关系。用硬件电路搭建开关磁阻电机忆感器模型，是一种数学直接仿真。该建模方法为开关磁阻电机系统模型的电路硬件建模打下了基础，有利于实现开关磁阻电机系统的数学直接仿真，使仿真系统中的物理现象与实际开关磁阻电机系统的相似。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在问题，提供一种方法简单、能提高系统动静动态性能、实现开关磁阻电机系统实时仿真与实时控制的开关磁阻电机忆阻器线性建模方法。

本发明的开关磁阻电机忆感器模型建模方法：

a) 采用两只电流传输器AD844、一只运算放大器AD826和一只忆阻器，忆感器输入端口A-B的端电压为U₁，忆感器输入端口A流入忆感器的电流为i₁；

b) 将忆感器输入端口A与电流传输器AD844-1的同相输入端口相连，将电流传输器AD844-1的同相输入端与电流传输器AD844-2的端口相连，电流传输器AD844-1的反相输入端口与电阻R_i的一端相连，电阻R_i的另一端接地，电流传输器AD844-1的端口与电容C_i的一端相连，电容C_i的另一端接地，电流传输器AD844-2的反相输入端口与电阻R_x的一端相连，电阻R_x的另一端接地，忆感器输入端口B接地，电流传输器AD844-1的输出端口与忆阻器R_M的一端相连，忆阻器R_M的另一端与运算放大器AD826的反相输入端口相连，U₂是忆阻器上的电压降，i₂是忆阻器中的电流，运算放大器AD826的反相输入端口还与电阻R_d的一端相连，电阻R_d的另一端与运算放大器AD826的输出端口相连，运算放大器AD826的输出端口还与电流传输器AD844-2的同相输入端口相连，运算放大器AD826的同相输入端口接地；

在忆感器输入端口A-B得到忆感器电路模型，其等效电感值L表示为：