开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)定转子均为双凸极铁芯结构,只有定子上装有集中绕组,其结构简单坚固,维护成本低。但是非线性磁路下脉冲工作方式的相电流以及磁路饱和、磁滞效应和相间互感等产生的非线性严重影响着SRM数学模型的建立,故无法得到其简单、统一的解析模型。传统的控制方式均未考虑SRM在换相过程中转矩的平滑过渡,导致SRM在换相期间存在较大的转矩脉动。转矩脉动又会引起转速波动、降低位置控制精度、削弱调速系统的控制性能,因此,转矩脉动的抑制是SRM亟待解决的问题和研究难点之一。本文首先介绍了 SRM及其调速系统的基本结构、原理和特点,阐述了 SRM的发展现状和发展方向,接着分析了 SRM的基本方程,介绍了 SRM的线性、准线性和非线性模型,并指出了不同模型的优缺点。其次,介绍了有限元分析方法,根据实验电机的实际规格和尺寸,采用有限元软件Ansys Maxwell建立了其三维物理模型,计算出其在不同转子位置和相电流下的转矩和磁链参数,进而利用插值法建立了实验电机的转矩和磁链的非线性模型。然后,针对SRM换相期间转矩脉动大的问题,阐述了基于转矩分配函数的转矩脉动抑制方法,采用电流闭环以实现输出转矩跟随给定转矩。针对SRM瞬时转矩脉动大的问题,提出了将电流斩波方式下的电流上下限差值优化为固定的斩波时间,从而最大限度地降低电流波动幅度以减小瞬时转矩脉动。同时,将一类非线性PID应用于本控制系统中,提高了系统的响应速度,降低了稳态误差。接着根据计算得到的转矩和磁链数据,利用插值法建立了转矩逆模型,并在Matlab/Simulink环境中搭建了实验电机及其调速系统模型。最后,以TMS320F2812为核心控制芯片,设计了包含不对称半桥电路、驱动电路、辅助电源电路、采样电路、光电编码电路和保护电路的SRM调速系统。编写了基于非线性PID和转矩分配函数的调幅控制方式C语言程序,实现了利用查表法获取实时转矩。仿真和实验结果验证了本文所述控制方案可以有效地减小转矩脉动,所采用的非线性PID可以明显地提高系统响应速度,减小稳态误差。