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开关磁阻电机(SR电机)具有结构简单、力矩特性好、成本低等优点,由其构成的电机调速系统(SRD)较传统的交、直流调速系统具有结构简单,控制灵活,成本低等优势。但由于SR电机的参数变化范围大、且有很强的非线性,对SR电机实现较高精度以及高效率的控制一直是工程上较大的难题。 本文在分析了SR电机的工作原理的基础上,采用简化电机参数以及分段线性化的方法,建立了SR电机理想化的数学模型。基于SR电机的数学模型及其工作特性,研究分析了交流电机几种常用的控制方式。选择在低速时用电流斩波控制的方法控制电机,在其处于高速运转时采用角度控制的方法控制电机。通过对SR电机数学模型的特点分析、提出了一种将模糊控制与传统PI控制相结合的控制算法。算法的核心思想是:把系统误差及误差变化率被作为输入变量输送到模糊控制器当中,经查表将这两个输入变量归结的已经划分好的模糊子集中。输入变量所在的模糊子集根据模糊规则,经查表得到相应的输出值,即用来调节PI参数的Kp,Ki。这种方法可以根据系统误差的大小来调节PI控制器的两个参数继而来改善系统的调节精度,以达到了较高的控制精度。经仿真验证,本文提出的控制算法既满足SR电机非线性强和参数变化大的要求,又能保证控制精度。在此控制算法的基础上,设计完成了SR电机的控制软件。 采用MTS-I硬件平台对SR电机的实际控制效果进行了测试、分析。测试结果表明,开关磁阻电机转速误差为0.5%、稳态转矩为3.3N.m达到控制精度,基本满足设计要求。通过本文的研究工作,证明了模糊PI控制方法对开关磁阻电机的转速控制有较好的控制效果。