[发明专利]一种开关磁阻电机低脉动控制系统和方法

说明书

本发明提供了一种开关磁阻电机低脉动控制系统和方法，涉及开关磁阻电机控制技术领域。该系统包括三相开关磁阻电机、控制器、以及与三相开关磁阻电机相连接的位置传感器、电流传感器和三相驱动电路；所述控制器包括转速闭环模块、PI调节器、相数变换模块、正向转换模块、电流校正模块和电流滞环控制器。该方法并不需要转矩与磁链反馈、转矩分配函数以及调节开通、关断角，通过借鉴同步电机的d、q轴控制思想，结合SRM特性对参考相电流进行调整，最后通过电流滞环控制即可达到稳定输出转矩的效果。仅需位置传感器和电流传感器两种传感器即可实现SRM的低脉动运行，简化了转矩脉动抑制控制系统结构，且在节约系统空间和成本的同时提高了系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机控制技术领域，特别是涉及一种开关磁阻电机低脉动控制系统和方法。

背景技术

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)具有在较为恶劣的环境下正常运行、调速范围宽、安全可靠、成本低等优点，是电动汽车驱动装置中较优的选择。然而，由于SRM具有独特的双凸极结构和内部磁场高度非线性，导致其在运行时产生较大转矩脉动，进而引起共振和较大的噪声。这对追求舒适性和高性能的电动汽车来说是致命的缺陷。常用的抑制开关磁阻电机转矩脉动的控制方法有两种：一种是直接转矩或直接瞬时转矩控制方法，另一种是转矩分配函数控制方法。直接转矩或直接瞬时转矩控制方法需要扭矩传感器实时反馈转矩信息，以及通过对SRM的电压、电流和转子角度进行计算实时反馈磁链信息；转矩分配函数控制方法需要选取恰当的转矩分配函数和调整开通、关断角，此外还需要扭矩传感器来提前获取转矩信息，用以转换为电流信息形成电流闭环控制，或者采用扭矩传感器实时反馈转矩信息形成转矩闭环控制，以上两种常用的控制方法均需要扭矩传感器。众所周知，控制系统中传感器的数量越多，控制系统的稳定性就越差，对系统使用环境的要求就越严苛。因此，在保证控制效果的情况下，使用较少的传感器才是系统优化的理想目标。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种开关磁阻电机低脉动控制系统和方法，旨在减少控制系统中传感器的数量，降低开关磁阻电机控制系统的复杂性，同时提高开关磁阻电机的转矩性能，保障开关磁阻电机低脉动运行。

本发明的技术方案为：

本发明第一方面提供一种开关磁阻电机低脉动控制系统，该系统包括三相开关磁阻电机、控制器、以及与三相开关磁阻电机相连接的位置传感器、电流传感器和三相驱动电路；

所述控制器包括：

转速闭环模块，用于从位置传感器接收电机转子的实时位置信息，且将电机转子的实时位置信息转换为电机的实际转速信息，并计算实际电机转速与给定电机转速的差值，并将该差值输出至PI调节器；

PI调节器，用于对所接收的实际电机转速与给定电机转速的差值进行PI调节获得参考总电流函数，并将所获得的参考总电流函数输出至所述的相数变换模块；

相数变换模块，用于将从所述PI调节器接收的参考总电流函数转换为三相参考电流函数，并将所述三相参考电流函数输出至所述的正向转换模块；

正向转换模块，用于将从所述相数变换模块接收的三相参考电流函数转换成非负的参考电流函数，并将该非负的参考电流函数输出至所述的电流校正模块；

电流校正模块，用于对从所述正向转换模块接收的非负的参考电流函数进行校正，获得所需的三相参考电流，并将该三相参考电流输出至所述的电流滞环控制器；

电流滞环控制器，用于根据从所述电流校正模块接收的三相参考电流与从电流传感器接收的电机实际三相电流产生PWM控制信号，并将所产生的PWM控制信号输出至所述的三相驱动电路，以控制电枢绕组的通电顺序，使电机正常换相运转。

进一步地，根据权所述的开关磁阻电机低脉动控制系统，所述控制器为DSP。