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起重机用开关磁阻电机调速系统的研究
| 论文题名： | 起重机用开关磁阻电机调速系统的研究 |
| 关键词： | 港口起重机;开关磁阻电机;调速系统;直接转矩控制;模糊自适应PID |
| 摘要： | 开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)具有组成结构简单坚固、高效率、调速性能好等优点，在近些年成为了热门研究的目标，大大提升了认知度，使其应用范围也越来越广。随着“一带一路”战略的提出，港口成为了直接受益者，对于专用于港口的起重机的要求也越来越高。不但要求在装卸重物时平稳性强，而且在运行时要求具有良好的调速性能，传统的调速系统显然已不能满足所需。因此，本文将针对港口起重机的工作特性，设计一种以SRM为基础的调速系统。在速度外环控制中采用模糊自适应PID来改善调速性能、增大调速范围;在转矩内环控制中采用直接转矩控制来抑制转矩脉动，增强稳定性，为在港口起重机上的应用提供理论支持。 首先对SRM电机本体的工作原理和数学方程进行详细介绍并加以分析，在Ansoft软件环境下进行有限元仿真，得到了磁链以及转矩的静态特性曲线，并以获取的数据为基础，在MATLAB/Simulink中建立SRM本体模型，通过仿真波形验证了模型的准确性。其次，对控制内环直接转矩技术原理进行详细介绍，并在MATLAB/Simulink中完成仿真，通过与电流斩波策略的对比来突出在抑制转矩脉动方面的优越性。对控制外环模糊自适应PID控制器结构及工作原理进行分析，并根据实际要求完成了其控制器的设计。再次，完成了调速系统的原理框图，并在MATLAB/Simulink软件下完成了整个系统的建模。将模糊自适应PID调速系统与传统PI调速系统进行比较，从转矩、转速两方面入手，在不同工况下完成仿真结果的分析，验证了模糊自适应PID调速系统的优越性。 最后，以TMS320F28335为核心建立SRM系统硬件电路以及对软件程序流程图的设计进行详细阐述。在搭建的实验平台上完成整个调速系统的调试工作，并在相同工况下，将实验结果与仿真结果进行比较分析。在验证仿真结果正确性的同时，进一步通过实验说明模糊自适应PID调速系统无论在转速的响应速度和抗干扰性上还是转矩脉动的抑制上都能体现出良好的控制效果。 |
| 作者： | 吴桐 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 周永勤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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