[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

说明书

本发明公开了基于区间分段的SRM转矩分配函数控制系统及方法，属于电机控制领域。包括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，能将换相区间进行实时分区，在不同的区间会产生不同的相参考转矩；转矩滞环控制器用来跟踪区间分段转矩分配函数模块输出的各相参考转矩，将输出的控制信号传递给功率变换器来控制开关器件的导通与关断用来驱动系统正常运行。本发明能够在换相区间根据前后两相的转矩产生特性实时分区，与传统的转矩分配函数控制策略相比，可以不事先规定具体的转矩分配函数，能够在宽调速范围实现转矩脉动最小化。

技术领域

本发明属于电机控制领域，具体涉及一种基于区间分段的SRM转矩分配函数控制系统及方法。

背景技术

开关磁阻电机(Switched Reluctance motor,SRM)具有结构简单，成本低，可靠性高，调速范围广的特点，在航空航天及新能源电动车等领域拥有良好的发展前景。但是，由于电机本身的双凸极结构和高度的非线性电磁特性，导致开关磁阻电机驱动系统具有噪声和转矩脉动大，功率密度低等不足。由于SRM脉冲式供电方式，尤其在电机换相期间，会造成大的转矩波动，传统的控制方式不能抑制在换相期间产生的转矩脉动。传统的转矩分配函数(Torque Sharing Function,TSF)控制策略通过在换相区间以函数的形式给各相分配合理的参考转矩来达到转矩脉动抑制的效果，但是这种控制方法算法复杂，对控制器硬件要求高，没有充分考虑换相期间前后两相的转矩跟踪能力，对转矩脉动抑制的效果有待提高。

文献《基于改进的转矩分配函数法的开关磁阻电机转矩脉动抑制》虽然研究了一种不事先规定具体的转矩分配函数控制策略，在换相期间使前一相始终去磁，将总的参考转矩与前一相的差值始终作为后一相的相参考转矩，只对后一相进行转矩分配，但是没有考虑换相期间前后两相的转矩跟踪能力，导致后一相转矩的增加不足以补偿前一相转矩的跌落，造成一定的转矩脉动。

综上所述，目前需要一种算法简单且能够充分考虑换相期间前后两相的转矩跟踪能力的转矩分配函数策略来抑制转矩脉动。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明提供了一种基于区间分段的开关磁阻电机转矩分配函数控制系统及方法。所述方案结合区间分段和转矩分配函数的思想，将换相区间根据前后两相的转矩产生能力实时分区，进一步抑制系统的转矩脉动。

为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面；提供一种基于区间分段的开关磁阻电机转矩分配函数控制系统及方法，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、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。