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12/12磁悬浮开关磁阻电动机时变悬浮系统控制策略
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作者 袁野 周寅清 +3 位作者 徐俊起 孙友刚 郭旋 杨帆 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期661-668,共8页
12/12磁悬浮开关磁阻电动机(BSRM)转子为凸极结构,定转子磁通量随转子位置变化,导致悬浮力随转子位置变化而变化,具有时变特征。针对时变悬浮系统控制问题,基于有限元软件开展12/12 BSRM悬浮力特性分析,明晰了悬浮系统磁通铰链与转子位... 12/12磁悬浮开关磁阻电动机(BSRM)转子为凸极结构,定转子磁通量随转子位置变化,导致悬浮力随转子位置变化而变化,具有时变特征。针对时变悬浮系统控制问题,基于有限元软件开展12/12 BSRM悬浮力特性分析,明晰了悬浮系统磁通铰链与转子位置的动态变化关系;利用麦克斯韦应力法区域性建模优势对磁通进行解析,构建了考虑边缘磁通的时变悬浮力数学模型;基于时变悬浮力数学模型构建了名义定常反馈模型和时变悬浮力分量补偿器,进而将时变悬浮力控制系统转换为定常悬浮力控制系统,实现了时变悬浮力的高性能控制。对时变悬浮力数学模型精度、时变悬浮力分量补偿器性能、控制系统性能开展了仿真与实验研究,验证了所提出的时变悬浮系统控制策略的可行性和先进性。 展开更多
关键词 磁悬浮开关磁阻电动机(BSRM) 悬浮 时变 数学模型 控制系统
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磁悬浮开关磁阻电动机径向位移解耦及变结构控制 被引量:4
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作者 刘羡飞 孙玉坤 +1 位作者 王德明 张亮 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期147-150,107,共5页
在改进磁悬浮开关磁阻电动机传统径向力数学模型的基础上,针对其转子径向位移存在非线性、强耦合的特点,采用反馈精确线性化方法进行了动态解耦和完全线性化设计,实现了两自由度上转子径向位移的独立控制,并对解耦后的独立线性子系统采... 在改进磁悬浮开关磁阻电动机传统径向力数学模型的基础上,针对其转子径向位移存在非线性、强耦合的特点,采用反馈精确线性化方法进行了动态解耦和完全线性化设计,实现了两自由度上转子径向位移的独立控制,并对解耦后的独立线性子系统采用滑模变结构控制方法进行综合。仿真结果表明,系统具有优良的解耦性能,而且和传统PID控制系统相比,滑模变结构控制系统具有优良的动态特性和鲁棒性。 展开更多
关键词 磁悬浮开关磁阻电动机 径向位移 反馈精确线性化 解耦 滑模变结构
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磁悬浮开关磁阻电动机电磁力的计算 被引量:2
3
作者 刘贤兴 吉敬华 孙玉坤 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期160-163,共4页
磁悬浮开关磁阻电动机采用电磁力实现转子的悬浮 ,具有无摩擦、寿命长等优点。分析了磁悬浮开关磁阻电动机的径向力产生原理 ,给出了径向悬浮力与转子位置的关系、径向悬浮力与电流的关系曲线 ,为描述电机径向力的非线性数学模型奠定了... 磁悬浮开关磁阻电动机采用电磁力实现转子的悬浮 ,具有无摩擦、寿命长等优点。分析了磁悬浮开关磁阻电动机的径向力产生原理 ,给出了径向悬浮力与转子位置的关系、径向悬浮力与电流的关系曲线 ,为描述电机径向力的非线性数学模型奠定了基础。 展开更多
关键词 磁悬浮开关磁阻电动机 径向力 悬浮 转子 摩擦
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基于神经网络逆系统的磁悬浮开关磁阻电动机的解耦控制 被引量:26
4
作者 刘国海 孙玉坤 +2 位作者 张浩 赵文祥 沈跃 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期39-43,共5页
磁悬浮开关磁阻电动机作为一个多变量、非线性和强耦合的系统,其控制系统的设计非常复杂。对于磁悬浮开关磁阻电动机来说,得到径向力和平均转矩的先验知识是实现电机闭环控制的基本条件。基于基本电磁场理论,论文给出磁悬浮开关磁阻电... 磁悬浮开关磁阻电动机作为一个多变量、非线性和强耦合的系统,其控制系统的设计非常复杂。对于磁悬浮开关磁阻电动机来说,得到径向力和平均转矩的先验知识是实现电机闭环控制的基本条件。基于基本电磁场理论,论文给出磁悬浮开关磁阻电动机的径向力模型,对该模型进行可逆性分析,证明该系统可逆,应用神经网络逆系统方法实现径向力的动态解耦,以便达到高性能的控制目的,仿真结果验证了方法的可行性。 展开更多
关键词 磁悬浮电动机 开关磁阻电动机 神经网络逆系统 解耦
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磁悬浮开关磁阻电动机径向力的动态解耦控制 被引量:7
5
作者 刘国海 孙玉坤 +2 位作者 张浩 赵文祥 沈跃 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第B11期63-67,共5页
基于基本电磁场理论 ,给出了磁悬浮开关磁阻电动机径向力与位置的模型 .针对模型具有非线性和强耦合的特点 ,对该模型进行可逆性分析 ,从而证明该系统可逆 .应用神经网络逆系统方法 ,设计其非线性控制器 ,将原来非线性强耦合的多变量系... 基于基本电磁场理论 ,给出了磁悬浮开关磁阻电动机径向力与位置的模型 .针对模型具有非线性和强耦合的特点 ,对该模型进行可逆性分析 ,从而证明该系统可逆 .应用神经网络逆系统方法 ,设计其非线性控制器 ,将原来非线性强耦合的多变量系统解耦 ,转变成 2个位置彼此无耦合的线性子系统 ,应用线性系统理论容易对这 2个子系统进行控制 .仿真表明 ,系统具有良好的静动态性能 . 展开更多
关键词 磁悬浮电机 开关磁阻电动机 神经网络 逆系统 解耦控制
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基于双扰动观测器的开关磁阻电动机模型预测控制实验平台研究
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作者 昝小舒 朱震宇 +3 位作者 于书韵 徐瑞东 冷旭东 王怀庆 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第7期26-32,共7页
为了提高开关磁阻电动机驱动系统的控制精度,提出一种基于双扰动观测器的模型预测控制(MPC)策略。将单扰动观测器引入模型预测控制策略,实现系统低频扰动的补偿;同时,引入通信扰动观测器以实现对时延扰动补偿。基于此策略,设计出一种基... 为了提高开关磁阻电动机驱动系统的控制精度,提出一种基于双扰动观测器的模型预测控制(MPC)策略。将单扰动观测器引入模型预测控制策略,实现系统低频扰动的补偿;同时,引入通信扰动观测器以实现对时延扰动补偿。基于此策略,设计出一种基于双扰动观测器的开关磁阻实验平台,并对其进行仿真和实验验证。实验结果表明,该样机具有更好的鲁棒性和动态性能。此外,该平台有助于学生理解电力电子设备的特性及其应用,锻炼学生的实践操作能力,从而提升相关课程的教学质量。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 模型预测控制 双扰动观测器 实践操作
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煤矿带式输送机开关磁阻电动机半直驱系统DITC控制策略
7
作者 刘鹏 张磊 +5 位作者 鲍久圣 陈华新 魏春基 马传明 王雷 王小龙 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第12期93-102,127,共11页
平顶山天安煤业九矿有限责任公司井下带式输送机采用异步电动机+液力偶合器+减速装置的驱动系统,存在传动效率低、传动链长、调速性能差等问题。对该驱动系统进行改造,设计了一种带式输送机2×400 kW开关磁阻电动机半直驱(SRSD)系... 平顶山天安煤业九矿有限责任公司井下带式输送机采用异步电动机+液力偶合器+减速装置的驱动系统,存在传动效率低、传动链长、调速性能差等问题。对该驱动系统进行改造,设计了一种带式输送机2×400 kW开关磁阻电动机半直驱(SRSD)系统。采用BP神经网络预测开关磁阻电动机(SRM)磁链和转矩,基于预测值建立了高精确SRM非线性模型。结合SRM在换相区的转矩变化规律与PWM控制思想,提出了一种改进型直接瞬时转矩控制(DITC)策略,以转矩误差作为输入量,在转矩误差阈值内对相电流进行PWM控制。针对带式输送机空载和变负载运行工况进行仿真,结果表明改进型DITC策略较传统DITC策略可显著降低SRM转矩脉动,最大降幅达39.1%,提高了带式输送机SRSD系统运行稳定性。基于SRM关键结构参数与改进型DITC策略试制了带式输送机SRSD系统,并在煤矿井下进行了工业性试验,结果表明SRSD系统可实现带式输送机满载平稳启动,动态特性良好,且耗电量较原驱动系统减少了24%。 展开更多
关键词 带式输送机 开关磁阻电动机 半直驱系统 直接瞬时转矩控制 电动机转矩脉动抑制
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无轴承开关磁阻电动机悬浮绕组功率变换器的分析与改进 被引量:1
8
作者 杨钢 邓智泉 +3 位作者 曹鑫 罗建震 范冬 王晓琳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期41-48,共8页
简要介绍了无轴承开关磁阻电动机的基本原理,根据转矩和悬浮力的控制策略,分析了三相半桥功率变换器的特点和不足。推导了转矩和悬浮力的小信号模型,分析了变换器绕组电流纹波对转矩和悬浮力的影响。在此基础上,提出了一种改进措施——... 简要介绍了无轴承开关磁阻电动机的基本原理,根据转矩和悬浮力的控制策略,分析了三相半桥功率变换器的特点和不足。推导了转矩和悬浮力的小信号模型,分析了变换器绕组电流纹波对转矩和悬浮力的影响。在此基础上,提出了一种改进措施——悬浮绕组功率变换器采用三相四桥臂结构,电流数字滞环采用三态控制方式。然后介绍了三相四桥臂功率变换器的各种工作模式和数学模型,分析了两种变换器在数字滞环控制方式下电流纹波的大小和差别。样机实验结果表明了改进措施的有效性。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 无轴承 悬浮绕组 功率变换器 数字滞环
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开关磁阻电动机无位置传感器能量优化控制 被引量:33
9
作者 郑洪涛 蒋静坪 +2 位作者 徐德鸿 刘连根 郭淑英 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期153-157,共5页
给出了一种基于简化磁链法的开关磁阻电动机(SRM)无位置传感器能量优化控制方案:该方法首先利用校准程序测量了SRM平衡位置处的磁链特性;在此基础上,通过能量消耗最小在线优化过程以获得SRM换相位置处的参考磁链;估计SRM当前导通相绕组... 给出了一种基于简化磁链法的开关磁阻电动机(SRM)无位置传感器能量优化控制方案:该方法首先利用校准程序测量了SRM平衡位置处的磁链特性;在此基础上,通过能量消耗最小在线优化过程以获得SRM换相位置处的参考磁链;估计SRM当前导通相绕组磁链,与参考磁链比较,完成SRM换相运行。实验结果表明文中给出的SRM换相角在线优化的无位置传感器检测方法简单、实用,系统运行效率高。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 无位置传感器 能量优化控制 磁链 数学模型
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开关磁阻电动机电流双幅值斩波控制 被引量:54
10
作者 王旭东 王喜莲 +1 位作者 王炎 李哲生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期83-86,共4页
开关磁阻电动机转矩波动是以其开关形式供电电源所产生的不可避免的现象。为使转矩波动最小化 ,提出了电流限波动双幅值斩波控制方法 ,设计了实现该控制方式的电路 ,仿真计算了单幅值和双幅值斩波控制方式下电机的合成转矩波形 ,证实了... 开关磁阻电动机转矩波动是以其开关形式供电电源所产生的不可避免的现象。为使转矩波动最小化 ,提出了电流限波动双幅值斩波控制方法 ,设计了实现该控制方式的电路 ,仿真计算了单幅值和双幅值斩波控制方式下电机的合成转矩波形 ,证实了该方法在低速时对降低转矩波动的有效性。实验结果表明 。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 电流双幅值 电流暂波控制
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无位置传感器开关磁阻电动机位置的检测与预报 被引量:25
11
作者 王旭东 张弈黄 +1 位作者 王喜莲 王炎 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第7期5-8,共4页
讨论了开关磁阻电动机通过在非通电相加激励脉冲判断转子位置 ,从而取消转子位置传感器的理论依据 ,建立了最高激励脉冲频率的数学模型 ,分析了此方式下激励脉冲频率对系统控制精度的影响 ,提出了利用曲线拟合算法来预报转子位置 ,从而... 讨论了开关磁阻电动机通过在非通电相加激励脉冲判断转子位置 ,从而取消转子位置传感器的理论依据 ,建立了最高激励脉冲频率的数学模型 ,分析了此方式下激励脉冲频率对系统控制精度的影响 ,提出了利用曲线拟合算法来预报转子位置 ,从而更准确地控制各相绕组开通与关断的新方法。详细的仿真分析证实了该方法的可行性 ,并在 1台 1 2 /4极三相开关磁阻电动机 (SRM )上进行了试验 ,效果较好 。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 无位置传感器 曲线拟合 检测
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开关磁阻电动机控制技术的研究现状和发展趋势 被引量:27
12
作者 曹家勇 陈幼平 +1 位作者 詹琼华 周祖德 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期1-5,25,共6页
叙述了开关磁阻电动机(SRM)控制技术的研究现状,并对其发展方向进行了展望。在SRM控制技术研究领域中,提出了多种描述电动机特性的数学模型,包括经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的各种控制理论都得到了应用,转矩... 叙述了开关磁阻电动机(SRM)控制技术的研究现状,并对其发展方向进行了展望。在SRM控制技术研究领域中,提出了多种描述电动机特性的数学模型,包括经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的各种控制理论都得到了应用,转矩脉动抑制的研究比较活跃,高性能驱动系统的研究已经展开。但是,SRM控制技术的研究还远未到完善的程度,未来一段时间,SRM控制技术研究将在数学模型、控制策略、控制理论应用以及高性能驱动系统开发等方面继续发展。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 控制技术 转矩脉动 高性能驱动
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开关磁阻电动机特性检测与参数辨识方法研究 被引量:20
13
作者 曹家勇 周祖德 +1 位作者 陈幼平 詹琼华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期25-30,共6页
研究了开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor, 简称 SR 电动机)磁链特性与静态转矩特性的实验测量方法,分别建立了 SR 电动机磁链特性和静态转矩特性检测装置。在实测数据的基础上,采用非线性拟合和最小二乘方法实现了磁链模型和... 研究了开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor, 简称 SR 电动机)磁链特性与静态转矩特性的实验测量方法,分别建立了 SR 电动机磁链特性和静态转矩特性检测装置。在实测数据的基础上,采用非线性拟合和最小二乘方法实现了磁链模型和静态转矩模型的参数辨识,将参数已辨识特性模型的计算结果与实际测量的特性数据相比较,对模型的精度进行了评价,得到不同转子位置和不同相电流所对应的模型误差. 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 磁链特性 静态转矩特性 参数辨识方法 检测
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混合励磁磁悬浮开关磁阻电机转矩建模与分析 被引量:1
14
作者 欧钰 项倩雯 《电子测量技术》 北大核心 2024年第2期9-16,共8页
针对传统磁悬浮开关磁阻电机的输出转矩小及转矩与悬浮的耦合问题,提出一种四相16/14/8极混合励磁双定子磁悬浮开关磁阻电机。介绍了该电机的拓扑结构、转矩原理与悬浮原理,并优化了转矩绕组的励磁方式,运用有限元法比较分析了该电机与... 针对传统磁悬浮开关磁阻电机的输出转矩小及转矩与悬浮的耦合问题,提出一种四相16/14/8极混合励磁双定子磁悬浮开关磁阻电机。介绍了该电机的拓扑结构、转矩原理与悬浮原理,并优化了转矩绕组的励磁方式,运用有限元法比较分析了该电机与同参数不加永磁体电机的电磁特性,包括电机的转矩特性以及解耦特性,仿真结果验证了该电机自解耦结构的合理性及能有效提高输出转矩。在麦克斯韦应力法基础上,根据电机工作时的磁通分布建立了等效磁路图,采用分段函数拟合铁芯磁化曲线,推导出了考虑磁饱和的转矩数学模型,有限元仿真分析验证了转矩模型与仿真结果较吻合,最小相差约1.4%,最大相差约26%。 展开更多
关键词 混合励磁 磁悬浮开关磁阻电机 麦克斯韦应力法 磁饱和
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基于两相脉冲激励的开关磁阻电动机无位置传感器转子位置检测 被引量:32
15
作者 李景男 王旭东 周永勤 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期6-9,共4页
对基于脉冲激励检测非工作相电流的方法进行了理论分析,提出对两非工作相施加脉冲激励,比较其响应电流变化以确定换相点的方法,通过仿真分析证明了该方法的有效性。运用该方法设计了位置检测器,并进行了实验研究,在不同转速下的实... 对基于脉冲激励检测非工作相电流的方法进行了理论分析,提出对两非工作相施加脉冲激励,比较其响应电流变化以确定换相点的方法,通过仿真分析证明了该方法的有效性。运用该方法设计了位置检测器,并进行了实验研究,在不同转速下的实验结果证明该方法具有较高的可靠性和实用性。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 位置检测 脉冲激励 无位置传感器
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基于变结构模糊神经网络的开关磁阻电动机非线性模型 被引量:22
16
作者 郑洪涛 蔡际令 蒋静坪 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期1-6,共6页
开关磁阻电动机驱动系统是一个时变、非线性系统 ,若采用通常的建模方法 ,无法获得精确的数学模型。给出了开关磁阻电机变结构模糊神经网络非线性模型 ,基于Takagi Sugeno模糊神经网络 ,提出可变结构的变步长学习算法。仿真结果表明此法... 开关磁阻电动机驱动系统是一个时变、非线性系统 ,若采用通常的建模方法 ,无法获得精确的数学模型。给出了开关磁阻电机变结构模糊神经网络非线性模型 ,基于Takagi Sugeno模糊神经网络 ,提出可变结构的变步长学习算法。仿真结果表明此法比BP神经网络具有更高的精度和更快的收敛速度。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 模糊神经网络 非线性模型 磁链 转矩
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机械手直接驱动的开关磁阻电动机的鲁棒控制 被引量:8
17
作者 曹家勇 陈幼平 +1 位作者 詹琼华 周祖德 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第12期66-69,96,共5页
研究了用于机械手直接驱动的开关磁阻电动机(简称SSR电动机未建用实验的方法确定。在该模型基础上,设计了一个鲁棒控制器,它能够产生一个辅助输入,抵消模型不确定性对控制系统品质的影响。理论分析表明在鲁棒控制器的控制之下,系性。
关键词 机械手 直接驱动 开关磁阻电动机 鲁棒控制
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超高速开关磁阻电动机设计 被引量:12
18
作者 周强 刘闯 +1 位作者 朱学忠 刘迪吉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期87-92,共6页
开关磁阻电机结构简单坚固,转子上无永磁体和绕组,特别适合超高速运行。针对超高速电机的运行特点,对超高速开关磁阻电机的多物理场一体化设计方法进行探讨,研制了一台6/2结构超高速开关磁阻样机,样机最高转速为130000r/min,功率为1kW... 开关磁阻电机结构简单坚固,转子上无永磁体和绕组,特别适合超高速运行。针对超高速电机的运行特点,对超高速开关磁阻电机的多物理场一体化设计方法进行探讨,研制了一台6/2结构超高速开关磁阻样机,样机最高转速为130000r/min,功率为1kW。为提高样机的起动转矩,改进了样机的转子结构,并基于有限元法对样机的电磁性能和动力学性能进行优化。采用自主开发的具有角度控制功能的开关磁阻电机专用集成电路SR3P10K07A作为控制系统的控制核心。最后对样机进行了实验,实验结果表明本文采用的设计方法、转子结构和专用芯片是可行和有效的。 展开更多
关键词 超高速电机 开关磁阻电动机 电机设计 转子结构 专用集成电路
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基于电流波形检测法的开关磁阻电动机无位置传感器控制 被引量:8
19
作者 李珍国 王红斌 +2 位作者 王江浩 高雪飞 张纯江 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期97-104,共8页
开关磁阻电动机(SRM)在采用电压PWM控制方式时,通常在定、转子齿极开始重叠位置处出现峰值电流。传统电流梯度法利用该峰值电流的前后电流微分值符号变反的特征,通过微分和过零检测电路得到转子位置,但存在检测电路参数设计繁琐,低速运... 开关磁阻电动机(SRM)在采用电压PWM控制方式时,通常在定、转子齿极开始重叠位置处出现峰值电流。传统电流梯度法利用该峰值电流的前后电流微分值符号变反的特征,通过微分和过零检测电路得到转子位置,但存在检测电路参数设计繁琐,低速运行时不易获取正确的转子位置以及容错能力较差等缺点。为此,提出了一种基于电流波形检测的转子位置估算方法。该方法通过比较前后时刻电流大小,在该相关断时刻确定该相电流峰值及其对应的时间,并与前一相峰值电流对应时间共同计算确定后一相的关断时间。随后通过给定开通角,计算出开通角对应脉冲数,再通过比较当前计数值与该开通角对应的脉冲数,确定当前相或后一相的开通时间。该方法不仅保留了不依赖SRM参数的优点,而且无需微分、过零检测等外围电路,在低速运行时也能够得到正确的转子位置且具有较强的容错能力。通过基于该方法搭建的SRM无位置传感器控制系统的DSP驱动实验,证明了所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 无位置传感器控制 电流波形检测法 低速
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一种开关磁阻电动机转矩控制的新方法 被引量:12
20
作者 曹家勇 周祖德 +2 位作者 陈幼平 詹琼华 朱煜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期88-94,共7页
系统阐述了开关磁阻电动机(Switched reluctancemotor, 简称 SR 电动机)转矩分配控制策略的原理,介绍了SR 电动机转矩分配控制策略的研究现状及其存在的问题,提出了面向转矩误差最小化的转矩分配控制新策略,其核心在于求解多函数变量优... 系统阐述了开关磁阻电动机(Switched reluctancemotor, 简称 SR 电动机)转矩分配控制策略的原理,介绍了SR 电动机转矩分配控制策略的研究现状及其存在的问题,提出了面向转矩误差最小化的转矩分配控制新策略,其核心在于求解多函数变量优化问题,给出了该优化问题标准形式及其数值解法,对基于转矩分配控制策略的 SR 电动机速度控制系统进行了数值仿真和实验研究,仿真结果一定程度上验证了所提出的控制策略的可行性。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 转矩控制 SR电动机 控制策略 速度控制系统 优化问题 研究现状 函数变量 数值解法 标准形式 实验研究 数值仿真 仿真结果 分配 最小化
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