为实现开关磁阻电机(SRM)优化驱动电动汽车宽速运行,本项目突破SRM传统控制模式,研究超高速时相电流连续的新型控制模式。通过研究神经网络隐层数及隐层神经元个数对SRM模型的精度和规模大小的影响规律,并优选网络结构、优化算法,建立SRM准确且规模小的神经网络模型,构建包含相电流连续模式等控制策略在内的开关磁阻电机驱动系统(SRD)整体动态仿真模型。通过仿真研究,揭示SRD各变量的稳态和动态特性,展现系统瞬变过程,以研究相电流连续模式的控制规律、控制策略,实现系统在超高速相电流连续模式的稳定运行,极大地提高系统的输出转矩和功率,拓宽调速范围。并由此带来电机设计的改善及减小功率变换器的伏安额定容量,也提高了基速以下SRD的转矩/安培比,降低成本,减小体积。并针对不同矩速工作区SRM运行特性以及电动汽车对电机驱动的性能要求,优化控制策略和控制参数,实现电动汽车的高性能、低成本、高效率SRD驱动。
switched reluctance motor;;current continuous mode;;neural network;;nonlinear model;;dSPACE
为实现开关磁阻电动机(SRM)优化驱动电动汽车宽速范围运行,本课题打破传统角度位置控制方式其导通角不大于180°电角度的限制,研究超高速时相电流连续的新型控制模式。课题分别采用BP神经网络和RBF网络对构建SRM的磁链模型、转矩逆模型和角度位置模型进行了研究。通过优化网络结构,优化算法,建立了SRM准确且规模小的神经网络模型,该神经网络模型可用于SRD实时系统。基于SRM非线性模型构建了开关磁阻电机驱动系统(SRD)整体动态仿真模型。为研究超高速时SRM相电流连续运行,构建了基于dSPACE的SRD半实物仿真平台,将计算机仿真的高效性和采用实物试验的现场性有机结合,为实现开关磁阻电机的优化控制研究创造了有利条件。基于dSPACE半实物仿真平台,对开关磁阻电机在超高速运行时的相电流连续控制进行了研究,实现了相电流连续模式的稳定运行,极大地提高了SRD的瞬时输出转矩和功率,拓宽了SRD的运行范围,提高了电动汽车的电机驱动性能。研制了基于DSP的开关磁阻电动机驱动系统,通过软件、硬件的合理设计,实现了SRD系统的可靠运行。并通过优化控制、优化参数,以及低速时电流斩波控制、中速时电压PWM控制、高速时APC控制和超高速时相电流连续的四种控制模式,实现了SRD的优化运行。为实时监测SRD系统运行状况以利于系统性能分析和优化控制需要,开发了具有快速响应的SRD实时在线监测系统。