[发明专利]基于区间分段的SRM转矩分配函数控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于区间分段的SRM转矩分配函数控制系统，包括开关磁阻电机、位置传感器、功率变换器、电流传感器、PID速度控制器、转矩滞环控制器、转速计算模块、转矩计算模块，其特征在于，该控制系统还包括区间分段转矩分配函数模块，

位置传感器和电流传感器分别获取电机实时运行的各相位置信号和电流值；

转矩计算模块根据各相的位置信号和电流值获取电机实时运行的瞬时相转矩值；

转速计算模块根据位置信号获取电机实时运行的实际转速值；

PID速度控制器根据给定转速与实际转速的偏差值作为PID速度控制器的输入，输出为系统的总参考转矩；

区间分段转矩分配函数模块根据总参考转矩、实时反馈的瞬时相转矩值、系统设定的开通角及关断角、各相反馈的位置信号输出各相的相参考转矩。

2.根据权利要求1所述的基于区间分段的SRM转矩分配函数控制系统，其特征在于，所述区间分段转矩分配函数模块不事先规定具体的转矩分配函数，根据换相区间前后两相实时产生的转矩大小将换相区间进行实时分区，第一区间定义为输出相产生的转矩大于输入相产生的转矩，第二区间定义为输入相产生的转矩大于输出相产生的转矩，

在第一区间，对输入相进行励磁控制，即输入相绕组两端所加电压为直流母线电压，将系统产生的总参考转矩与输入相实时反馈的瞬时相转矩的偏差值作为输出相的相参考转矩，输出相实时反馈的瞬时相转矩通过转矩滞环控制器跟踪输出相的相参考转矩；

在第二区间，对输出相进行去磁控制，即输出相绕组两端所加电压为负的直流母线电压，将系统产生的总参考转矩与输出相实时反馈的瞬时相转矩的偏差值作为输入相的相参考转矩，输入相实时反馈的瞬时相转矩通过转矩滞环控制器跟踪输入相的相参考转矩。

3.根据权利要求1所述的基于区间分段的SRM转矩分配函数控制系统，其特征在于，所述转矩计算模块根据有限元仿真获取的转子位置和电流值的二维数据表，再通过线性插值查表法获取瞬时相转矩值；所述转速计算模块根据控制器捕获的其中任意一相的位置信号两个相邻的脉冲边沿利用控制器内部定时器计数计算获取实际转速值；所述PID速度控制器根据比例积分微分公式获取系统的总参考转矩；所述转矩滞环控制器采用硬斩波的方式进行跟踪相参考转矩，即每一相的两个功率开关器件采用同时开通同时关断的形式。

4.根据权利要求1所述的基于区间分段的SRM转矩分配函数控制系统，其特征在于，所述转矩滞环控制器滞环宽度设置为系统负载转矩的百分之五，防止滞环宽度设置不合理在滞环宽度范围内响应不及时引起大的转矩脉动和开关损耗。

5.一种基于区间分段的SRM转矩分配函数控制方法，该控制方法的具体步骤是：

步骤5-1：设置系统运行的开通角、关断角，初始化电周期个数循环变量n＝1；

步骤5-2：获取换相期间输出相和输入相的相电流和位置信号，其中输出相的相电流和位置信号分别记为i_k、θ_k，输入相的相电流和位置信号分别记为i_k+1、θ_k+1；

步骤5-3：获取换相期间输出相和输入相的瞬时相转矩值，其中输出相的瞬时相转矩记为T_k，输入相的瞬时相转矩记为T_k+1；

步骤5-4：在换相期间判断输出相瞬时相转矩和输入相瞬时相转矩的大小关系；若如果判定结果为输出相的瞬时相转矩T_k大于输入相的瞬时相转矩T_k+1，系统运行在第一区间，则采取公式(2)的转矩分配函数f(T，θ)来对系统进行控制：

如果判定结果为输入相的瞬时相转矩大于输出相的瞬时相转矩，系统运行在第二区间，则采取公式(3)的转矩分配函数来对系统进行控制：

式中，θ_on为开通角，θ_off为关断角，θ_ov为换相重叠角,τ为转子极距，T_ref总参考转矩；

步骤5-5：使电周期个数循环变量n加1，返回步骤5-2对下一个电周期进行控制。