[发明专利]离线在线相结合的开关磁阻电机功率调节与效率优化方法

权利要求书

1.一种离线在线相结合的开关磁阻电机功率调节与效率优化方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：确定功率、转速后计算应达到的转矩值：

式中T_em、P、n分别表示给定转矩、给定功率和转速；

步骤2：将电机关断角θ_off和零电压控制角θ_fw固定，开通角θ_on初始值设为:

θ_on＝θ_off-θ_set

其中θ_set为初始导通角；

步骤3：将控制角度带入开关磁阻发电系统计算平均转矩：

式中T_avg、T、T_measure分别表示测量平均转矩、电机运行周期时间以及瞬时测量转矩，将测量平均转矩与给定转矩值作差，通过梯度下降法在线调整开通角θ_on直至测量转矩与给定转矩误差小于0.01，即可完成功率调节；

步骤4：确定开通角后利用以下公式计算电机发电效率：

P_in＝T_avg×w

P_out＝P_in-P_capacitor-P_battery-P_copper-P_eddycurrent-P_inverter-P_iron

式中P_in、P_out、η、w分别表示输入功率、输出功率、发电效率和电机角速度，P_capacitor、P_battery、P_copper、P_eddycurrent、P_inverter、P_iron分别表示电容器损耗、电源损耗、铜损耗、涡流损耗、功率变换器损耗和铁损耗；

步骤5：以固定的角度为步长，分别调整θ_off和θ_fw，重复步骤2至步骤4，得到不同控制角度组合下的电机效率；将效率与θ_off、θ_fw利用matlab非线性拟合生成二元二阶函数关系式，利用梯度下降法，分别以θ_off、θ_fw的偏导数为基础寻找函数极值，并计算出效率达到极值时的θ_off和θ_fw；

步骤6：将步骤5得到的θ_off与θ_fw代替多维数据作为初始值，利用简化粒子群算法在输入功率一定的情况下，以损耗最小的原则在线继续寻找θ_off、θ_fw的最优值，对步骤5的结果作进一步的优化，得到最优控制角度及最大效率值。