【摘 要】
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开关磁阻电机结构简单坚固,工作可靠,运行效率高,具有很大的应用潜力。作为开关磁阻电机控制系统的核心,控制器应实现位置闭环、角度细分和位置解算等基本功能,还应实现电流
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开关磁阻电机结构简单坚固,工作可靠,运行效率高,具有很大的应用潜力。作为开关磁阻电机控制系统的核心,控制器应实现位置闭环、角度细分和位置解算等基本功能,还应实现电流闭环、速度闭环或者转矩闭环等控制功能。由此导致了控制器软硬件复杂、可靠性降低等问题。通过深入分析开关磁阻电机CCC、CVC和APC方式的控制需求和实现方法,并经过适当的简化,本文将其概括为换相和移相两种控制逻辑,分析了由硬件逻辑实现的可行性。在此基础上,提出MCU和CPLD的复合型控制器硬件结构。该结构中,换相、启动和信号综合等大量的底层逻辑由CPLD实现,构成逻辑控制器；MCU控制CPLD逻辑控制器的工作状态并配合产生移相控制信号。这样的功能划分和硬件结构充分利用了CPLD的丰富I/O和内部逻辑资源,简化了硬件电路,减轻了MCU的处理负担和软件复杂度。在控制器软硬件设计的基础上,本文进一步研究了开关磁阻电机速度闭环算法。开关磁阻电机的非线性特性严重,一般的控制方法难以获得良好的控制性能。基于变论域自适应模糊控制理论,设计了以速度误差和误差变化率为输入的单变量二维模糊控制器。在此基础上,利用改进的最优开通角选取方法,将模糊控制器输出的控制增量动态的分配给相电流的参考值和开通角提前量,完成了CCC+APC复合控制方式。针对上述硬件平台和控制算法的仿真分析结果表明：本文研究的开关磁阻电机控制器设计方案结构简单可靠、控制灵活方便、动态响应和稳态性能较好,具有较高的理论意义和实用价值。
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