【摘 要】
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飞轮脉冲电源是一类基于飞轮储能系统进行充放电的新型电源，可应用于电磁飞机弹射、轨道交通电力系统等秒级脉冲功率场合，在国防、新能源、节能环保等领域应用前景广阔。本文以
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飞轮脉冲电源是一类基于飞轮储能系统进行充放电的新型电源，可应用于电磁飞机弹射、轨道交通电力系统等秒级脉冲功率场合，在国防、新能源、节能环保等领域应用前景广阔。本文以一台新型可调磁通的轴向磁场永磁电机为对象，在构建其数学模型的基础上，采用PI控制、内模解耦控制、滑膜变结构控制等技术研究飞轮脉冲电源充电控制策略，并试制基于dSPACE的半实物仿真实验平台。 本文首先根据样机可机械弱磁的特点，加入模拟磁通调节的角度变量，建立了其完整的数学模型和基于Matlab/Simulink的电机本体仿真模块。与Simulink软件中自带的PMSM模块进行对比仿真实验，结果证明了数学模型的正确性。 其次，研究矢量控制在样机控制上的应用，借助相量图证明了id=0控制策略完全适用于飞轮脉冲电源充电系统。利用Matlab/Simulink建立了基于双PI控制的充电系统仿真模型，并采用稳态边界法对其中的PI控制器参数进行了整定，仿真结果验证了控制策略的正确性。 然后，采用基于内模解耦的滑模电流控制和滑模速度控制取代传统的PI控制，利用Matlab/Simulink搭建了基于该优化控制策略的充电系统仿真模型，对比仿真实验显示该优化策略可明显减小电流和转矩脉动。 最后，搭建了基于dSPACE的飞轮脉冲电源充电控制系统的半实物仿真实验平台，完成了包括逆变器驱动电路、电压电流采样电路、基于旋转变压器的位置信号采集电路在内的系统硬件电路设计。通过该实验平台，完成了BLDC运行实验以及矢量控制的电流闭环实验，验证了id=0电流控制策略的实际有效性。
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