[發明專利]基于磁鏈的開關磁阻電機轉矩脈動抑制控制系統和方法

有效

• 申請號: 202110333892.7
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112928965B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 黨選舉;黃佳;張超;伍錫如;張向文;李曉;原翰玫
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H02P25/098
• 分類號: H02P25/098;H02P23/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

1.基于磁鏈的開關磁阻電機轉矩脈動抑制控制方法，其特征是，包括步驟如下：

步驟1、采集開關磁阻電機的電壓u、電流i和轉子位置角θ；

步驟2、對轉子位置角θ進行求導后得到轉速控制量ω^*；

步驟3、將轉速控制量ω^*與設定的參考轉速ω_ref的轉速偏差e進行PI調節后得到參考轉矩T_ref；

步驟4、在轉子位置角θ的控制下，對參考轉矩T_ref進行轉矩分配，得到相參考轉矩T_k；

步驟5、計算電磁轉矩預處理值F(i,θ)：

其中，A和B為擬合系數，A＝ψ_m-L_dastI_m，ψ_m為開關磁阻電機最大磁鏈值，I_m為開關磁阻電機最大磁鏈下的電流值，L_dast為開關磁阻電機定轉子凸極中心位置完全對齊時的飽和電感，L_d為開關磁阻電機定子凸極與轉子凹槽中心位置對齊時的飽和電感，L_q為開關磁阻電機定子凸極與轉子凹槽中心對應時的飽和電感，N_r為開關磁阻電機轉子極數，i為電流，θ為轉子位置角；

步驟6、將電壓u、電流i和電磁轉矩預處理值F(i,θ)輸入神經網絡轉矩估計模型，將神經網絡轉矩估計模型輸出的轉矩估計值與參考轉矩T_ref的第一轉矩偏差u_f作為神經網絡轉矩估計模型的誤差，通過誤差反向傳播算法對神經網絡轉矩估計模型進行在線學習訓練，實現對轉矩的估計，神經網絡轉矩估計模型輸出轉矩估計值

步驟7、將轉矩估計值與相參考轉矩T_k的第二轉矩偏差u_t進行PD運算后得到磁鏈補償量Δψ_k；

步驟8、將相參考轉矩T_k輸入動態RBF神經網絡轉矩-磁鏈模型，將動態RBF神經網絡轉矩-磁鏈模型相參考轉矩T_k與轉矩估計值的第二轉矩偏差u_t作為動態RBF神經網絡轉矩-磁鏈模型的誤差，通過誤差反向傳播算法對動態RBF神經網絡轉矩-磁鏈模型進行在線學習訓練，實現相參考轉矩到磁鏈的轉換，動態RBF神經網絡轉矩-磁鏈模型輸出相磁鏈控制量ψ_k；

步驟9、利用磁鏈補償量Δψ_k對相磁鏈控制量ψ_k進行補償，得到補償后的相磁鏈

步驟10、根據電壓u和電流i計算參考磁鏈ψ_ref，并計算補償后的相磁鏈與參考磁鏈ψ_ref的磁鏈偏差Δψ^*；

步驟11、對磁鏈偏差Δψ^*進行磁鏈滯環控制和功率變換后去驅動開關磁阻電機，以實現對開關磁阻電機的轉矩控制。

2.根據權利要求1所述基于磁鏈的開關磁阻電機轉矩脈動抑制控制方法，其特征是，步驟6中，神經網絡轉矩估計模型的第j隱含節點的激勵函數h_j為：

其中，X為神經網絡轉矩估計模型的輸入向量，X＝[i,θ,F(i,θ)]，i為電流，θ為轉子位置角，F(i,θ)為電磁轉矩預處理值，k為設定的形狀調節因子，0＜k＜1，c為設定的中心位置調節因子，0＜c＜1，b_j代表第j隱含節點的基寬值，j＝1,2.3。

3.根據權利要求1所述基于磁鏈的開關磁阻電機轉矩脈動抑制控制方法，其特征是，步驟3中，轉速偏差e為：

e＝ω^*-ω_ref

式中，ω^*為轉速控制量，ω_ref為參考轉速。

4.根據權利要求1所述基于磁鏈的開關磁阻電機轉矩脈動抑制控制方法，其特征是，步驟6中，第一轉矩偏差u_f為：

式中，為轉矩估計值，T_ref為參考轉矩。