基于迭代學(xué)習(xí)控制的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制

基于迭代學(xué)習(xí)控制的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制

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基于迭代學(xué)習(xí)控制的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制_第1頁
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1、基于迭代學(xué)習(xí)控制的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制2010年7月第25卷第7期電工技術(shù)學(xué)報TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYVol.25No.7Jul.2010基于迭代學(xué)習(xí)控制的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制潘再平羅星寶(浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院杭州310027)摘要迭代學(xué)習(xí)控制具有算法簡單,且控制過程不需要預(yù)知被控系統(tǒng)模型和參數(shù)的特點。針對開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動較大的問題,將迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)引入到開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)矩控制中。以一臺8/6極開關(guān)磁阻電機為研究對象,建立了基于ILC的開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型,構(gòu)建丫以TI公司TM3

2、20F2812為控制核心的基于ILC的開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)的實驗平臺,并分別進行了系統(tǒng)的計算機仿真和實驗研宂,仿真和實驗結(jié)果證明了基于ILC的控制方法能顯著減小開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動。關(guān)鍵詞:開關(guān)磁阻電機開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制轉(zhuǎn)矩脈動屮圖分類號:TM301TorqueRippleMinimizationofSwitchedReluctanceMotorBasedonIterativeLearningControlPanZaipingLuoXingbao(ZhejiangUniversityHangzhou310027China)AbstractAtorquecon

3、trollerusingiterativelearningcontrol(ILC)isproposedtoreducetorquerippleofswitchedreluctancemotor(SRM).ThedesignedcontrollerbasedonILCdoesnotneedtoknowaccuratemodelandparametersofSRManditsalgorithmissimple.Asimulationmodelofswitchedreluctancemotordrive(SRD)basedonILCandaSRDexperimentalsy

4、stemusingILCtechnologyandTM320F2812areestablished.Bothsimulationandexperimentalresultsondesignedcontrollerfora8/6prototypeSRMvalidatetheeffectivenessoftorqueminimizationusingILC.Keywords:Switchedreluctancemotor,switchedreluctancemotordrive(SRD),iterativelearningcontrol(ILC),torqueripple

5、點成為其推廣應(yīng)用的主要障礙。為解決轉(zhuǎn)矩脈動問題,己有許多控制方案在研充中。Schramm通過預(yù)先建模確定的最優(yōu)電流波形來減小轉(zhuǎn)矩脈動[1];王旭東等采用電流雙幅值斬波控制,控制方法較簡單,但是對轉(zhuǎn)矩脈動的抑制效果有限[2];Husain對于采用轉(zhuǎn)矩分配方式的轉(zhuǎn)矩脈動最小化控制器進行了一系列深入的分析,混合控制器被采用[3]。目前,基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)(TSF)的控制方法被較多運用于SRM轉(zhuǎn)矩脈動的抑制。但是,由于SRM高度非線性的結(jié)構(gòu),這些力*法都是基于對電機的復(fù)雜建模且對模型關(guān)鍵參數(shù)測量精度的依賴性很高,不利于推廣采用。采用迭代學(xué)習(xí)控制來減小轉(zhuǎn)矩脈動,不需1引言開關(guān)磁阻

6、電機(SwitchedReluctanceMotor,SRM)具有結(jié)構(gòu)簡單堅固、制造成本低、可靠性高、調(diào)速范圍寬等一系列優(yōu)點。但是SRM定、轉(zhuǎn)子的雙凸極結(jié)構(gòu),以及為了達到較高轉(zhuǎn)矩體積比,運行過程中磁鏈的深度飽和,使得與SRM模型關(guān)聯(lián)的基本參數(shù)都是轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子電流二者的高度非線性函數(shù)。傳統(tǒng)控制方法下,電機轉(zhuǎn)矩脈動較大,尤其在轉(zhuǎn)動慣量小、轉(zhuǎn)速低的應(yīng)用中較為嚴重,該缺收稿日期2008-10-09改稿日期2009-07-1652電工技術(shù)學(xué)報2010年7月要預(yù)知電機的精確模型參數(shù),克服了對SRM轉(zhuǎn)矩控制過程屮普遍存在的困難,文獻[4-6]對采用該控制策略抑制轉(zhuǎn)矩脈動進行了仿真

7、研宄。本文針對實際SRM系統(tǒng),對基于迭代學(xué)習(xí)控制的轉(zhuǎn)矩脈動最小化控制器分別進行了仿真和實驗研宄,仿真和實驗結(jié)果驗證了該方法的有效性。習(xí)控制算法。本設(shè)計ILC控制部分采用P型算法,即此吋?uk+l(t)=uk(t)+GPek(t)?ek(t)=yd(t)?yk(t)(3)迭代學(xué)習(xí)控制算法的穩(wěn)定收斂是系統(tǒng)正常工作,在一定條件下,如下的前提條件。對于方程(3)列不等式成立guE[a1,a2]2迭代學(xué)習(xí)控制迭代學(xué)習(xí)控制(IterativeLearningControl,ILC),就是通過反復(fù)迭代修正達到某種控制冃標。ILC采用“在重復(fù)屮學(xué)習(xí)”的策略,具有記憶

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