滑模变结构控制在开关磁阻电机调速系统中的应用研究

摘要

开关磁阻电机(SR电机)调速系统(SRD)以其结构简单，容错能力强等众多优点，使其极具发展潜力。同时，SRD作为一种非线性系统，研究将非线性控制理论应用于SRD将有重要的意义。本文以滑模变结构控制在开关磁阻电机调速系统中的应用为主题展开理论和试验研究。主要内容有： 通过实测的电流－磁链数据，拟合了试验样机的最大电感曲线，并在此基础上建立了SR电机的非线性电感模型。 针对开关磁阻电机的具体特点，设计了基于转速控制的传统滑模速度控制器。同时考虑到滑模控制中要常使用到加速度，故在系统中引入了加速度估计来提高系统性能。由于传统滑模控制的高频切换易引起较大抖振，为此本文采用新型无切换的滑模控制来减小抖振。仿真分析验证了加速度估计和无切换滑模控制的使用对于减小抖振的有效性。 最后，详细介绍了开关磁阻电机调速系统的软硬件设计，包括滑模控制的软件实现方法，给出了系统的动稳态试验波形。试验结果表明，采用滑模控制的开关磁阻电机调速系统具有较好的动稳态特性，验证了理论分析的正确性。 本课题组承担了国家十·五 863 计划电动汽车重大专项：“EQ6110HEV混合动力城市公交车用电机及其控制系统”(2001AA501421)。本文的研究是在该项目的资助下完成的。