基于matlab的开关磁阻电机控制系统仿真研究

开关磁阻,论文,DSP,控制

第18卷 第2期 浙江万里学院学报 Vol.18 No.2

基于Matlab的开关磁阻电机控制系统

仿真建模新方法

纪志成，薛 花

（江南大学控制科学与工程研究中心电气自动化研究所，江苏 无锡 214122）

摘 要：在分析开关磁阻电机（SRM）数学模型的基础上，利用C语言编写S-函数，提出了SRM控制系统仿真建模的新方法. 在Matlab/Simulink中，构造C MEX S-函数的三类简化结构，建立独立的功能模块，如电机本体模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等，通过功能模块的有机整合，搭建SRM控制系统快速高效的仿真模型. 系统采用双闭环控制：速度环采用PI控制，电流环采用角位置控制（APC）与电流斩波控制（CCC）相结合的方法，保证了SRM在低速或高速运行时都可获得满意的性能. 仿真结果证明了采用C MEX S-函数方式仿真建模的快速性和有效性.

关 键 词：C MEX S-函数；开关磁阻电机（SRM）；仿真建模；快速性

中图分类号：

基于转矩矢量控制的开关磁阻电机控制系统

摘要 本文提出了一种基于瞬时电流控制的抑制开关磁阻电机转矩脉动的微步控制策略。设计了以TMS320LF2407为主控制器的开关磁阻电机控制系统。给出了系统的硬件电路和软件框图。采用最新的转矩矢量控制策略,有效地抑制了转矩脉动。仿真实验结果表明:本系统硬件简单、实用性好、具有良好的动态和静态特性。

关键词 SR电机;DSP控制器;电动汽车

0 引言

开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)是在磁阻电动机的基础上发展起来的一种高性能机电一体化电机,以其结构简单坚固、成本低廉、工作可靠、耐高温等优点,又在高度发展的电力电子和微机控制技术的支持下获得良好的可控性,已经在许多领域得到了应用。

但是,开关磁阻电动机最主要的缺点就是转矩脉动,它不仅直接影响着驱动系统的输出特性,而且还将不可避免加重电动机本身的振动和增加电动机运行时的噪声。因此,开关磁阻电动机转矩脉动抑制的研究一直受到人们的重视。文献[1]将模糊推理与神经网络有机结合起来,利用它的模糊规则和自学习能力,得到优化的期望相电流,从而实现电动机的低转矩脉动控制。但是控制方案复杂,难以实现实时控制,且控制性能与模糊规则和样本的选取

基于转矩矢量控制的开关磁阻电机控制系统

摘要 本文提出了一种基于瞬时电流控制的抑制开关磁阻电机转矩脉动的微步控制策略。设计了以TMS320LF2407为主控制器的开关磁阻电机控制系统。给出了系统的硬件电路和软件框图。采用最新的转矩矢量控制策略,有效地抑制了转矩脉动。仿真实验结果表明:本系统硬件简单、实用性好、具有良好的动态和静态特性。

关键词 SR电机;DSP控制器;电动汽车

0 引言

开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)是在磁阻电动机的基础上发展起来的一种高性能机电一体化电机,以其结构简单坚固、成本低廉、工作可靠、耐高温等优点,又在高度发展的电力电子和微机控制技术的支持下获得良好的可控性,已经在许多领域得到了应用。

但是,开关磁阻电动机最主要的缺点就是转矩脉动,它不仅直接影响着驱动系统的输出特性,而且还将不可避免加重电动机本身的振动和增加电动机运行时的噪声。因此,开关磁阻电动机转矩脉动抑制的研究一直受到人们的重视。文献[1]将模糊推理与神经网络有机结合起来,利用它的模糊规则和自学习能力,得到优化的期望相电流,从而实现电动机的低转矩脉动控制。但是控制方案复杂,难以实现实时控制,且控制性能与模糊规则和样本的选取

江 苏 大 学 硕 士 学 位 论 文

摘 要

开关磁阻电机是上世纪70年代发展起来的新型调速电机，具有结构简单坚固、起动性能好、成本低、容错性好、可四象限运行等突出优点。ISAD（Integrated Starter Alternator Damper）系统是混合动力汽车中起动、助力、发电、阻尼多功能一体化的系统。将开关磁阻电机应用于混合动力汽车ISAD系统，可提高汽车整车性能，降低汽车油耗和排放，具有很好的应用前景和研究价值。

本文以12/10结构开关磁阻电机在混合动力汽车ISAD系统中的应用为研究背景，重点研究了开关磁阻电机在起动、助力、发电状态的运行控制。结合开关磁阻电机的数学模型，分析了开关磁阻电机在电动与发电状态下的运行特点。根据ISAD系统的性能要求，分别提出了开关磁阻电机在起动、助力、发电三种工作模式下的控制方法。在此基础上，构建了开关磁阻电机的ISAD系统实验平台，设计了开关磁阻电机的控制软件。所设计的开关磁阻电机ISAD系统，通过对不同状态下反馈输入，判断运行状态并根据所在状态调节控制参数。能够在一定负载下带载起动；在助力状态下以效率最优和转矩最优模式为发动机助力；在发电状态，能够为蓄电池提供恒流和恒压两种模式的闭环充

江 苏 大 学 硕 士 学 位 论 文

摘 要

开关磁阻电机是上世纪70年代发展起来的新型调速电机，具有结构简单坚固、起动性能好、成本低、容错性好、可四象限运行等突出优点。ISAD（Integrated Starter Alternator Damper）系统是混合动力汽车中起动、助力、发电、阻尼多功能一体化的系统。将开关磁阻电机应用于混合动力汽车ISAD系统，可提高汽车整车性能，降低汽车油耗和排放，具有很好的应用前景和研究价值。

本文以12/10结构开关磁阻电机在混合动力汽车ISAD系统中的应用为研究背景，重点研究了开关磁阻电机在起动、助力、发电状态的运行控制。结合开关磁阻电机的数学模型，分析了开关磁阻电机在电动与发电状态下的运行特点。根据ISAD系统的性能要求，分别提出了开关磁阻电机在起动、助力、发电三种工作模式下的控制方法。在此基础上，构建了开关磁阻电机的ISAD系统实验平台，设计了开关磁阻电机的控制软件。所设计的开关磁阻电机ISAD系统，通过对不同状态下反馈输入，判断运行状态并根据所在状态调节控制参数。能够在一定负载下带载起动；在助力状态下以效率最优和转矩最优模式为发动机助力；在发电状态，能够为蓄电池提供恒流和恒压两种模式的闭环充

2014 / 2015 学年第 1 学期

计算机控制技术 实

班 级 学 生 指 导 验 报 告

学 号 1108030301 姓 名 蔡 梦 教 师 张 坤 鳌

实验二 基于 Matlab 的离散控制系统仿真

一、 实验目的和要求：

1、 学习使用 Matlab 的命令对控制系统进行仿真的方法

2、 学习使用 Matlab 中的 Simulink 工具箱进行系统仿真的方法

二、 实验环境

X86系列兼容型计算机，Matlab软件

三、 实验原理

1、控制系统命令行仿真

1）建立如图所示一阶系统控制模型并进行系统仿真：

一阶系统闭环传递函数为G（S）=

s1?333s=s?3，转换为离散系统脉冲传递

函数并仿真。

2）建立如图所示二阶系统控制模型并进行系统仿真：

52s(s?2?0.4?5)25251?s(s?2?0.4?5)=s2?2?0.4?5s?52， 二阶系统闭环传递函数为G（S）=

转换为离散系统脉冲传递函数并仿真，改变参数，观察不同的系统的仿真结果。

2、控制系统的 Simulink 仿真

基于AnsoftRxmprt和MatlabSimulink的开关磁阻电机模糊PI

控制研究

摘要：开关磁阻电机（SRM）以其结构简单，控制方式灵活等优点逐渐得到学术界和工业界的重视。由于SRM的磁链高度非线性，要获得精确的模型较困难。依据实体电机的材料和尺寸参数，利用Ansoft/Rxmprt软件获得了SRM的非线性磁链模型，并将此磁链数据导入到Matlab/Simulink的SRM模型，建立了与实体电机相吻合的模型。最后，基于此模型设计了模糊PI控制算法，通过仿真计算，验证了该控制算法可显著提高SRM调速系统的稳态和动态性能，为设计电机硬件驱动系统提供了理论依据。

Abstract： Switched reluctance motor （SRM） has attracted the attention of academic and industry for its advantages， such as simple mechanism and flexible control methods. It is difficult to accurate mathematic model of SRM because of it

matlab

第35卷第5期Vol 35 No

5

2010年10月

Oct.2010

基于MATLAB的伺服压力机控制系统仿真研究

曾辉雄,叶春生,莫健华,樊自田

(华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074)

摘要:对曲柄滑块伺服压力机的机构运动和伺服电机的控制系统进行仿真研究,通过机构运动的仿真得到滑块的运动行程曲线,而电机部分的仿真主要基于对永磁同步电机的矢量控制原理进行分析与数学建模。利用Matlab/Simulink平台搭建仿真模型进行仿真实验,验证了所建模型系统符合永磁同步电机的运行特性。最后利用仿真模型给予电机不同的转矩进行仿真实验以获得不同的响应曲线,通过分析电机特性曲线来优化电机的控制策略,进而提高压力机的工作性能。

关键词:伺服压力机;永磁同步电机;Matlab/Simulink;仿真DOI:10 3969/j issn 1000 3940 2010 05 016

中图分类号:TG375 文献标识码:A 文章编号:1000 3940(2010)05 0069 07

SimulationofservopresscontrolsystembasedonMATLAB

ZENGHu

计算机控制技术课程设计报告

《基于Proteus的步进电机控制系统仿真设计》

专业及班级 ______ 09自动化（1）班 _________ 姓 名_____ 吴红 田坤 王林 指导 老师_______ 丁 健______________ 完成 时间_______ _ 2012-6-17__________________

基于protues的步进电机控制系统设计

摘要：步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业

机械 的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据控制 系统功能要求及步进电机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从 而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。控制系统通过单片机 存储器、I/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱 动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计， 实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。为实现单片机控制步进电机系统在

实验一 基于Matlab的控制系统模型

姓名 学号 班级机械

一、实验目的

1) 熟悉Matlab的使用环境，学习Matlab软件的使用方法和简单编程方法。2) 学习使用Matlab软件进行拉氏变换和拉式反变换的方法。 3) 学习使用Matlab软件建立、转换连续系统数学模型的方法。 4) 学习使用Matlab软件分析控制系统稳定性的方法。

二、实验原理

1. 拉氏变换和反拉氏变换 (1) 拉氏变换

syms a w tf1=exp(-a*t)laplace(f1)f2=t-t?2laplace(f2)f3=t*exp(-a*t)

laplace(f3)f4=sin(w*t)laplace(f4)f5=exp(-a*t)*cos(w*t)laplace(f5)(2) 拉氏反变换

1

syms s a wf1=1/silaplace(f1)f2=1/(s+a)ilaplace(f2)f3=1/s^2…

ilaplace(f3)f4=w/(s^2+w^2)ilaplace(f4)f5=1/(s*(s+2)^2*(s+3))ilaplace(f5)2. 控制系统模型的建立和转化 传递函数模型：

G(s)?numbsm?b2sm?1?…?+bm