[发明专利]一种基于电感率模型的开关磁阻电机转矩控制系统和方法

说明书

本发明公开一种基于电感率模型的开关磁阻电机转矩控制系统和方法，在基于线性电感模型的闭环控制系统中，根据电感变化率特性曲线，设计神经网络隐含层的特殊分段非线性激励函数，并在线描述SRM非线性电感变换率的强非线性特性，以构建电感变化率神经网络模型。通过电感变化率神经网络电感变化率信息，在恒定转矩下，推算出理想参考电流，实现了SRM恒转矩控制，达到了有效抑制SRM转矩脉动的目的。基于电感变换率特性神经网络建模，直接得到恒转矩下理想电流，其技术方法运算量小，方便开关磁阻电机的在线控制。

技术领域

本发明涉及新能源汽车控制技术领域，具体涉及一种基于电感率模型的开关磁阻电机转矩控制系统和方法。

背景技术

减少碳排放已经成为世界各国重点关注的议题，许多科研人员致力于实现这个目标，而在交通运输领域，新能源汽车已成为世界各国的研究重点。由于开关磁阻电机(SwitchedReluctanceMotor，SRM)具有结构简单坚固、制造成本低、功率密度高、可作为发电机与电动机、调速范围广等优点，成为新一代新能源汽车驱动装置的重要候选。然而，由于SRM低速运行时产生较大转矩脉动以及由此而引起的噪声，严重制约了SRM的发展与应用。因此，利用先进控制理论设计合适的控制策略，减小SRM低速运行时的转矩脉动，具有重要的产业应用价值。

SRM内部电磁关系极其复杂，为了运算方便，在忽略电机运行时磁路饱和影响以及磁通边缘效应次要因素下，则SRM电流-转矩模型如下：

其中，L为绕组电感、i为绕组电流、T为电磁转矩、θ为转子位置角。

SRM相电感近似表达式如下：

L_a,b,c≈L₀+L₁ cos(N_rθ)+L₂ cos(2N_rθ)+L₃ cos(3N_rθ)+L₄ cos(4N_rθ)   (2)

其中，L₀、L₁、L₂、L₃、L₄为电感系数，N_r为转子级数。

对于三相6/4极SRM等效总电感近似表达式可写为：

L＝L_a+L_b+L_c+k₁L_ab+k₂L_bc+k₃L_ca   (3)

其中，L_a、L_b、L_c分别表示三相电感，L_ab、L_bc、L_ca分别表示相邻相电感之间的耦合，k₁、k₂、k₃是系数。

而由式(2)与式(3)可知，电感近似解析表达式非常复杂，电感表现为高度非线性特性。