开关磁阻电机控制系统是一种20世纪80年代中期兴起的机电一体化系统,其基本组成部分包括开关磁阻电机(SRM)、功率变换器、控制器以及检测电路。这种系统通过将位置自同步的SRM与高性能微控制器相结合,能够实现高可靠性和高效率的机电控制。 在功率变换器及其驱动电路设计方面,文中提到了H桥式功率变换器。这种变换器只需要4个MOSFET器件,可以实现两相同时通电,具有成本低、效率高的优点。然而,其控制的灵活性相对较低,但它可以实现零压续流,提高电压斩波控制性能,并降低转矩脉动。为驱动MOSFET,采用了美国Agilent公司生产的HCPL-T250型光耦隔离驱动电路,此类驱动电路操作简单,稳定可靠。 在转子位置检测电路的设计中,由于SRM的工作状态是位置自同步的,因此确定定转子的相对位置就显得十分重要。本系统采用光电式位置传感器,对于8/6极四相SRM,设计了两路检测电路。通过转盘安装位置传感器,能够检测转子的相对位置,并将其信号反馈到控制器,从而确定功率变换器中各主开关器件的开通和关断时机。 电流检测与保护电路的设计是为了避免电机运行过程中可能出现的过载或突发故障,防止因电流过大而损坏系统中的主开关器件和电机。通过合理设计,系统只需使用一个电流传感器,便能检测到两相同时通电时流过绕组的实际电流。电流检测采用了电阻采样法,该方法具有工作稳定、可靠、温漂小、线性度高以及线路结构简单、成本低的优点。电流检测电路同样与硬件保护及软件保护相结合,提高了系统的可靠性。 控制系统的设计采用了Microchip公司的dsPIC30F系列高性能数字信号控制器。控制器中的转速闭环控制程序使用了模块化设计思想,并采用了传统的PID算法。电机控制方式采用固定角度的电压PWM控制方式。这种控制方式可以有效实现电机转速的精确控制,并且具有良好的动态响应和调节特性。 总结来说,本文通过设计H桥式功率变换器及其驱动电路、转子位置检测电路、电流检测与保护电路,以及基于dsPIC30F控制器的转速闭环控制程序,实现了对低功率开关磁阻电机系统的有效控制。研究的最终目标是开发出一个高性能、高可靠性的SRM控制系统,这对于工业自动化、机器人技术以及交通运输等领域具有重要的应用价值。随着微控制器技术的不断进步,以dsPIC30F系列数字信号控制器为核心的开关磁阻电机控制系统将展现出更加广阔的应用前景。
2026-01-01 09:37:11 304KB 首发论文
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提出一种基于有限元模型的开关磁阻电机自适应模糊神经网络系统(ANFIS)无位置传感器控制的新方法。自适应模糊神经网络系统以相绕组的电流和磁链为输入,以转子位置角度为输出,从而建立起电流、磁链和转子位置角度的非线性映射关系。网络训练的样本数据来自于有限元模型分析,它具有足够的精度,且不需要测量仪器和线路布置,不受环境干扰因素影响,能够大幅减少试验成本,缩短试验周期。仿真和实验结果表明,由自适应模糊神经网络获得的角度信号和由位置传感器获得的角度信号相比误差较小,电机能够准确换相,且输出转矩波动小,转速曲线平滑,电机在无位置传感器下运行良好。
2025-12-16 15:55:48 755KB 行业研究
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开关磁阻电机(SRM)的位置传感器增加了电机结构的复杂性,且由于传感器分辨率的限制,导致系统高速运行性能下降。现有的检测方案大部分依赖于开关磁阻电机模型,起动和低速难以解决磁链积分误差问题。采用了一种新型的激励脉冲法控制方案,提出并分析了无位置传感器SRM控制策略,并在三相12/8极15 kW开关磁阻电机上进行实验验证。实验结果表明,该方案无需任何电机模型和参数,实现了开关磁阻电机的无位置传感器控制,具有良好的静动态性能。
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在本项目中,我们主要探讨的是如何利用MATLAB进行开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)的控制系统开发,特别是采用自适应神经模糊推理系统(Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System, ANFIS)来实现速度控制。在实际应用中,这种先进控制策略能够提供比传统方法更快的响应速度,提高系统的动态性能。 我们要了解开关磁阻电机的工作原理。SRM是一种特殊的无刷直流电机,其转子由非磁性材料制成,而定子则含有磁性材料。通过控制定子绕组的电流来改变磁通,从而驱动电机旋转。由于其结构简单、成本低和效率高等特点,被广泛应用于工业和电动汽车等领域。 接下来,我们关注ANFIS在速度控制中的应用。ANFIS是模糊逻辑与神经网络相结合的一种智能控制算法,它能自动调整模糊规则和参数,以适应不断变化的环境。在SRM的速度控制中,ANFIS可以根据电机的实际状态,如电流、电压等实时数据,调整输入变量(如电流命令)和输出变量(如电机速度)之间的关系,实现快速而精确的控制。 安装和授权是使用MATLAB进行此类项目开发的基础步骤。MATLAB提供了丰富的工具箱和库,包括模糊逻辑工具箱和Simulink,它们对于构建和仿真ANFIS模型以及电机控制系统至关重要。你需要确保已经正确安装了MATLAB,并获得了合法的授权,以便访问这些功能。 "SRM_anfis.mdl"文件很可能是项目的核心模型,其中包含了使用Simulink构建的ANFIS控制器和SRM系统的仿真模型。在这个模型中,你可以看到输入变量(如电机状态)是如何连接到ANFIS结构的,以及ANFIS的输出如何用于调整电机的控制信号。通过对这个模型的分析和调整,可以优化控制策略,进一步提升电机的性能。 "license.txt"文件则是MATLAB软件的授权文件,它包含了使用MATLAB和相关工具箱的许可信息。确保你遵循其中的条款,以避免任何潜在的法律问题。 这个项目展示了如何结合MATLAB的高级功能,如ANFIS,来设计一个更高效、响应更快的开关磁阻电机速度控制系统。通过深入理解电机的工作原理,掌握ANFIS的建模与控制策略,以及熟悉MATLAB的环境和工具,你将能够开发出更先进的电机控制系统,满足各种应用需求。
2025-06-25 15:32:51 21KB 安装、授权和激活
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内容概要:本文详细介绍了开关磁阻电机(SRM)的MAXwell仿真模型、Simulink控制模型和Simplorer外电路模型的建立方法及其联合仿真的实现过程。首先,通过MAXwell软件利用有限元分析法构建了电机的几何模型、材料属性和边界条件,实现了对电机磁场分布、电磁转矩和电感等关键参数的精确模拟。其次,借助Simulink建立了多种控制策略模型(如PID控制、模糊控制、神经网络控制),以实现高效的电机控制和优化。最后,使用Simplorer构建了外电路模型,包括电源、负载和电缆等组件,模拟了电机的实际运行环境。通过联合仿真,可以更全面地研究SRM的性能并优化其控制策略。 适合人群:从事电力电子技术、电机设计与控制领域的研究人员和技术人员,尤其是对开关磁阻电机仿真感兴趣的读者。 使用场景及目标:适用于需要深入了解开关磁阻电机仿真建模的研究人员和技术人员,旨在帮助他们掌握MAXwell、Simulink和Simplorer三种工具的联合使用技巧,从而提高电机性能研究和控制策略优化的能力。 其他说明:文中还附有详细的仿真资料,包括设计参数、建模过程和具体的实现方法,便于读者快速上手实践。
2025-06-19 10:16:50 733KB
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基于SRM开关磁阻电机电流斩波控制的软件仿真研究——转速电流双闭环Matlab Simulink仿真模型及其应用文档与参考文献,基于SRM的开关磁阻电机电流斩波控制技术研究:双闭环控制策略的Matlab Simulink仿真模型与文档实现,SRM 开关磁阻电机电流斩波控制 软件仿真 转速电流 双闭环 matlab simulink 仿真 模型 含有文档可直接用的那种,需要的话还可提供参考文献 ,SRM; 开关磁阻电机; 电流斩波控制; 软件仿真; 转速电流双闭环; Matlab Simulink仿真; 模型; 参考文献,SRM开关磁阻电机电流斩波控制与双闭环仿真模型研究
2025-04-07 09:57:28 1.55MB rpc
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针对传统的遗传算法存在搜索效率低和无客观判敛标准的缺点,结合不动点算法的渐细剖分思想对其进行改进,首先将函数优化问题转换为不动点问题;然后对解空间做单纯剖分,根据剖分顶点信息进行迭代搜索;最后将寻找到的全标单纯形转换为目标值输出。将改进算法应用到开关磁阻电机的结构优化设计中,建立了以电磁径向力最低为目标的优化设计模型。以功率为2.2kw的电机为例,利用该模型进行优化分析,并与原电机参数进行对比。结果表明,改进后的算法经过10次迭代后求得较好的全局最优解,稳定高效。
2024-04-16 15:39:37 687KB 遗传算法 开关磁阻电机 优化设计
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随着电动汽车技术的发展,采用轮毂电机驱动的四轮独立驱动电动汽车,因其理想的控制特性是电动汽车的终极形式。其中开关磁阻电机具有结构简单、启动转矩大、调速范围广等优点,适合作为电动汽车的驱动电机,已成为轮毂电机研究热点。在现有的轮毂电机及其改进结构中,未见一种理想的自带减速机构的结构。针对这一问题,提出设计了一种新型外转子开关磁阻轮毂电机,给出了新型轮毂电机的结构并对其基本实现方式进行了分析,而且以电动汽车的动力性能为目标对电机的基本参数进行了设计。
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快速滑膜控制的开关磁阻电机调速系统,双闭环设计
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