基于MATLAB的开关磁阻电机的噪声问题仿真研究

论文摘要

开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor,SRM）是一种在20世纪80年代兴起,并得到迅速发展的新型调速电机。它不仅保持了交流感应电机的结构简单、坚固可靠的优点以及直流电机良好的可控性,还具有交流调速系统和直流调速系统所达不到的性价比高和适用能力强等优点,是现代传动系统中强有力的竞争者,具有广阔的发展前景。但是由于SRM运行时由径向吸力所导致的定子形变激发定子振动而产生噪声限制了它的应用,而且SRM电机本身是一个多可控量、强耦合的非线性系统,为了得到较好的调速性能,本文首先对SRM数学模型进行改进,采用计算机仿真手段,对其建模,在角度位置控制运行方式下进行试验,以便更有效地研究其控制方法。论文主要从以下几个方面开展工作:1、对开关磁阻电机数学模型进行改进,简化建模过程,并对其进行建模;2、利用MATLAB/Simulink中S-function和仿真模块,对其输入输出电压、电流,负载电压、电流、电感进行仿真测试;3、对SRM在角度位置控制（APC）运行方式下,不同开通角和关断角组合控制下的切向力和径向力进行了仿真计算,比较了不同开通角和关断角组合下切向力和径向力的大小,发现通过对开通角θon和关断角θoff的调整可以改善SRM的振动,降低噪声。实验结果表明,通过对SRM在APC运行方式下适当地减小开通角Oon和关断角θoff,是调整径向力波形和峰值的主要手段,它可以有效地降低径向力,抑制振动,从而达到降低噪声的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 概述
• 1.1 计算机仿真的基本概念
• 1.1.1 系统的概念
• 1.1.2 模型的概念
• 1.1.3 仿真及其意义
• 1.2 仿真学科的发展
• 1.2.1 仿真学科的建立及发展
• 1.2.2 仿真学科的定义及其技术内涵
• 1.2.3 仿真学科发展的几个重要阶段和主导技术
• 1.2.4 仿真学科在现代科学技术体系中的定位
• 1.2.5 结论
• 1.3 SRM/SRD的发展状况
• 1.3.1 国外发展概况
• 1.3.2 国内发展概况
• 1.3.3 SRD系统研究动向
• 1.3.4 小结
• 1.4 课题的目的和任务
• 第二章 仿真软件MATLAB/SIMULINK简介
• 2.1 数字仿真软件的主要功能与基本结构
• 2.1.1 数字仿真软件的主要功能
• 2.1.2 数字仿真软件的基本结构
• 2.2 仿真程序与仿真语言的发展
• 2.2.1 仿真技术的发展综述
• 2.2.2 控制系统计算机辅助设计语言环境综述
• 2.2.3 MATLAB/Simulink与CACSD工具箱
• 2.3 MATLAB/Simulink仿真环境
• 2.3.1 MATLAB语言使用简介
• 2.3.2 Simulink仿真环境
• 第三章 SRM/SRD工作原理及数学模型研究
• 3.1 基本结构及原理
• 3.1.1 SRM调速系统
• 3.1.2 SRD系统各部件的结构及工作原理（四相（8/6）结构）
• 3.2 SRM数学模型及仿真
• 3.2.1 Matlab在SRM中的应用
• 3.2.2 C MEX S-函数的简化结构
• 3.2.3 SRM数学模型与控制系统的建立
• 3.2.4 SRM控制系统 C MEX S-函数设计方法
• 3.2.5 仿真结果
• 第四章 SRM/SRD仿真实现
• 4.1 转子初始位置估计
• 4.1.1 试验过程
• 4.1.2 仿真结果
• 4.1.3 小结
• 4.2 SRM角度位置控制
• 4.2.1 数学模型计算分析
• 4.2.2 SRM定子电磁力特性仿真研究
• 4.2.3 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 研究生期间撰写的论文