[发明专利]基于磁链的开关磁阻电机转矩脉动抑制控制系统和方法

说明书

本发明公开基于磁链的开关磁阻电机转矩脉动抑制控制系统和方法，利用神经网络转矩估计模型对转矩进行估计，并利用动态RBF神经网络转矩‑磁链模型实现相参考转矩到磁链的转换，基于估计的转矩信息对磁链进行实时前馈补偿，以获得准确磁链信息，实现了SRM的磁链控制，抑制转矩脉动，方法运算量小；所构造的神经网络转矩估计模型具有能够体现SRM转矩变化规律的激励函数，且对神经网络的输入进行预处理，以实现对瞬时转矩的估计；本系统可构成嵌入式系统，通过神经网络转矩估计模型实现瞬时转矩估计、通过动态RBF神经网络转矩‑磁链模型实现相参考转矩到磁链的转换及磁链前馈补偿，实现了SRM的磁链控制，抑制转矩脉动，方便开关磁阻电机的在线控制。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机技术领域，具体涉及一种基于磁链的开关磁阻电机转矩脉动抑制控制系统和方法。

背景技术

近年来，开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)因转子无绕组和永磁体，仅由硅钢片叠压而成，具有结构简单、制造成本低、系统可靠性高及调速范围广等特点，成为新能源汽车、航天航空等领域驱动装置的首选。然而，由于SRM双凸极结构、磁路高度饱和、涡流与磁滞效应等产生的强耦合和强非线性，导致建立精确数学模型较为困难，从而使SRM在低速运行中产生较大的转矩脉动，严重制约了SRM的发展与应用。因此针对SRM转矩脉动抑制控制策略的研究，具有重要工程价值。

发明内容

本发明所要解决的是SRM控制中难以建立精确数学模型问题，提供一种基于磁链的开关磁阻电机转矩脉动抑制控制系统和方法。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

基于磁链的开关磁阻电机转矩脉动抑制控制方法，包括步骤如下：

步骤1、采集开关磁阻电机的电压u、电流i和转子位置角q；

步骤2、对转子位置角q进行求导后得到转速控制量ω^*；

步骤3、将转速控制量ω^*与设定的参考转速ω_ref的转速偏差e进行PI调节后得到参考转矩T_ref；

步骤4、在转子位置角q的控制下，对参考转矩T_ref进行转矩分配，得到相参考转矩T_k；

步骤5、计算电磁转矩预处理值F(i,q)：

其中，A和B为拟合系数，A＝ψ_m-L_dastI_m，ψ_m为开关磁阻电机最大磁链值，I_m为开关磁阻电机最大磁链下的电流值，L_dast为开关磁阻电机转子凸极中心位置完全对齐时的饱和电感，L_d为开关磁阻电机定子凸极与转子凹槽中对齐时的饱和电感，L_q为开关磁阻电机定子凸极与转子凹槽中心对齐时的饱和电感，N_r为开关磁阻电机转子极数，i为电流，q为转子位置角；

步骤6、将电压u、电流i和电磁转矩预处理值F(i,q)输入神经网络转矩估计模型，将神经网络转矩估计模型输出的转矩估计值与参考转矩T_ref的第一转矩偏差u_f作为神经网络转矩估计模型的误差，通过误差反向传播算法对神经网络转矩估计模型进行在线学习训练，实现对转矩的估计，神经网络转矩估计模型输出转矩估计值

步骤7、将转矩估计值与相参考转矩T_k的第二转矩偏差u_t进行PD运算后得到磁链补偿量Δψ_k；