[发明专利]一种基于转矩分配函数在线修正的SRM转矩脉动最小化控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种基于转矩分配函数在线修正的SRM转矩脉动最小化控制方法。

背景技术

开关磁阻电机(SwitchedReluctanceMotor，SRM)结构简单、价格便宜、性能高并且鲁棒性好，自20世纪80年代问世以来，便获得了国内外电气传动界的广泛重视，成为当时最热门的调速电动机之一，并逐渐形成了理论研究与实际应用并重的发展态势。近几十年来，伴随着电子学和微电子学的迅速发展，开关磁阻电机成为最有发展潜力的可控直流调速系统之一，该系统由双凸极式磁阻电机、功率变换器、位置传感器、电流传感器和控制器组成，是机电一体化的调速驱动装置。

开关磁阻电机系统(SwitchedReluctanceMotorDrive，SRD)中，开关磁阻电机是该系统中实现机电能量装换的部件，也是SRD有别于其他电机系统的主要标志；功率变换器负责向SRM提供运行所需要的能量，由蓄电池或者交流电整流后得到的直流电供电，该模块采用的是不对称半桥型功率变换器结构，由于其各相绕组之间相互独立、容错性能好、稳定性强的特点而广泛应用。位置检测模块是用来检测SRM转子的位置；电流检测模块则是用于检测SRM绕组中的各相电流；控制器模块是整套调速系统的核心，它综合处理转速给定、速度反馈信号、位置传感器和电流传感器的反馈信息，然后对功率变换器发出控制信号，实现功率变换器对SRM运行状态的驱动。

由于固有的双凸极结构和开关形式供电电源，开关磁阻电机的转矩脉动比较大，所以最大限度的减少转矩脉动成为SRM的热门研究领域之一。而转矩分配函数(TorqueSharingFunction，TSF)方案是研究者经常采用的一种高级控制策略，该方案按照电机的转子位置将期望的输出转矩分配到绕组各相，得到各相期望的参考值，再分别对各相绕组产生的转矩进行实时控制，最终使转矩之和维持恒定值，达到减少转矩脉动的目的。

TSF的实现具有不同的分配方案，但是无论是哪一种方案，都应该满足以下两个条件：

(1)为了使各相瞬时转矩之和为期望转矩，在任意时刻的各相绕组转矩分配函数之和应该为1，即：

Σk=1nfk(θ)=10≤fk(θ)≤1]]>

式中，n为电机总相数，k为电机第k相绕组，f_k(θ)为第k相转矩分配函数。

(2)SRM各相绕组实际产生的转矩要尽可能能够跟踪上有转矩分配函数确定的各相绕组的期望转矩，因此要求转矩分配函数的变化率不要太大。

通常采用的转矩分配函数类型包括线型、余弦函数型、立方型和指数型。在传统的TSF方案中，当电机位于两相绕组导通的前子区间，由于转矩特性、电压限制以及速度升高等因素，后一相产生的转矩不能跟踪上期望的转矩参考值，会造成总输出转矩不足，引起实际转矩比期望的转矩参考数值偏低；而在电机两相绕组导通的后子区间，前一相产生的转矩不能迅速减少到期望的转矩参考值，会造成总输出转矩偏高，同样引起较大转矩脉动。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种基于转矩分配函数在线修正的SRM转矩脉动最小化控制方法，实现转矩的实时补偿，使SRM具有更高的稳定性和运行性能。

一种基于转矩分配函数在线修正的SRM转矩脉动最小化控制方法，包括如下步骤：

(1)采集SRM的三相定子电流I_a～I_c和转子位置角θ；