[发明专利]基于电流注入法的SRM转矩脉动抑制控制系统和方法

说明书

本发明公开一种基于电流注入法的SRM转矩脉动抑制控制系统和方法，其主要由位置检测模块、相电流检测模块、求导模块、转速减法器、PI调节模块、转矩分配模块、转矩‑电流转换模块、电流迟滞控制模块、功率变换模块、转矩检测模块、转矩减法器、傅里叶神经网络和3个相电流加法器组成。本发明将神经网络的输出通过注入的方式补偿相电流，以通过在线自适应调整电流信号波形，实现转矩脉动的抑制。本系统可构成嵌入式系统，基于电流波动，提取转矩脉动信息，以修正补偿电流的方式，间接得到恒转矩下的理想电流，其技术方法运算量小，方便开关磁阻电机的在线控制。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机技术领域，具体涉及一种基于电流注入法的SRM转矩脉动抑制控制系统和方法。

背景技术

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor，SRM)因其结构简单，安全性高，制造成本低等优点，近年来受到越来越广泛的关注。然而SRM在低速运行时存在转矩脉动大的问题，限制了其在新能源汽车等领域更进一步的推广与应用。国内外研究者围绕SRM转矩脉动的抑制做了很多研究，电流法是抑制转矩脉动中重要的一种控制策略，通过向常规参考电流中注入多次谐波电流的方法，从而达到抑制开关磁阻电动机转矩脉动的目的。但在现有的电流注入法中，由于谐波电流选择需要依据经验来实现，未能实现自适应在线学习，因此直接影响抑制转矩脉动的效果。

发明内容

本发明所要解决的是现有电流注入法的开关磁阻电机的转矩控制系统中，不能在线学习获得准确的注入电流，导致较大转矩脉动的问题，提供一种基于电流注入法的SRM转矩脉动抑制控制系统和方法。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

基于电流注入法的SRM转矩脉动抑制控制方法，具体包括步骤如下：

步骤1、采集开关磁阻电机的实际转子位置角θ，实际转矩T_e和各相的实际电流；

步骤2、对采集到的实际转子位置角θ进行求导后得到开关磁阻电机的实际转速ω₁，并计算实际转速ω₁与设定转速ω₁^*的转速偏差e′；

步骤3、将转速偏差e′进行比例-积分运算后得到参考转矩T_ref；

步骤4、根据采集到的实际转子位置角θ将参考转矩T_ref平分为三相，并对其进行转矩到电流转换后得到各相的原始控制电流I₀；

步骤5、计算采集到的实际转矩T_e与参考转矩T_ref的转矩偏差e；

步骤6、将采集到的实际转子位置角θ和转矩偏差e一并送入到傅里叶神经网络中，得到各相的注入控制电流I_fnn；

步骤7、将各相的原始控制电流I₀与对应相的注入控制电流I_fnn叠加后，得到各相的最终控制电流I^*；

步骤8、将采集到的各相的实际电流去跟踪对应相的最终控制电流I^*，得到各相跟踪后的电流，并对各相跟踪后的电流进行功率变换后去控制开关磁阻电机的三相线，实现开关磁阻电机的转速和转矩的控制。

上述步骤2中，转速偏差e′为：

式中，ω₁^*为设定转速，ω₁为实际转速。

上述步骤5中，转矩偏差e为：

e＝T_ref-T_e