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直线式开关磁阻电动机(LSRM)是一种新型的直线牵引电机。其结构简单,工作可靠,效率高,具有很广阔的应用前景。但磁路存在着严重的饱和非线性,难以建立精确的数学模型。位置传感器的引入影响了电机控制系统的高速性、可靠性以及成本,从而降低整个系统的性价比。
本文首先介绍了LSRM及其控制系统的发展历程,开关磁阻电机调速系统的研究方向,并且通过分析LSRM的结构和运行原理,研究了绕组的线性电感模型以及准线性模型。进行了低速条件下的开关磁阻直线电机的连续位置估计研究,通过在非通电绕组中注入周期性小电流方法,进行了位置估计试验,并对基于电流幅值与电流积分,以及基于查表法和拟合多项式法,进行了对比试验和分析,得出了有效的结果,并提出了同时采用多相检测的结论。
本文在模型简化基础上,采用了模糊控制方法,进行了LSRM的位置控制,仿真结果表明,该方法较传统PID控制有更好的响应过程和抗干扰性能。提出一种考虑外扰动和饱和特性的开关磁阻直线电动机的自校正位置控制方。仿真和试验结果证明该方法在参数估计、位置跟踪响应速度和在扰动下的鲁棒性等均有很好的效果。