开关磁阻电机的优化控制研究毕业设计论文

本论文是在臧老师的悉心指导下完成的。

在几个月的毕业设计过程中，老师严格的要求耐心的指导让我受益匪浅，老师深入浅出的指导使我从未知走向已知，从选定设计题目到指定参考资料，从建筑论文框架到答疑解惑，每步都饱含着老师的悉心指导和殷切希望，他治学严谨，丝不苟的精神鼓舞我向上，他渊博的知识和严谨的治学态度更是让我钦佩不已。

在老师的帮助下，我的毕业设计才得以顺利进行，而且还使我熟练了计算机操作技术，增长了不少见识。

所有这切都将有益于我今后的成长和发展。

在此次设计中，还得到了很多同学的帮助，在这里向他们致以衷心的感谢。

同时，在设计过程中还参考了许多的文献和资料，在此向其作者表示感谢，衷心感谢电气工程学院的全体老师对我的辛勤培养，为我的毕业设计奠定了理论基础。

致谢附录附录开题报告综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义国外研究动态电机的概念最早提出可追溯到世纪年代，年，英国和用两个型电磁铁制造了由蓄电池供电的机车电动机，但因电路断开时没有释放能量的续流二级管电路，以及采用的机械开关控制电磁铁的轮流通电，电动机的性能不高。

在此后多年内，电机都没得到重视和发展。

世纪年代，大功率晶闸管的出现为电机的研究发展提供了重要的物质条件。

年，英国的大学开始对电机进行深入研究，研究结果表明电机可在单向电流下四象限运行功率变换器无论用晶体管还是普通晶闸管，所需的开关数都是最少的，电动机成本也明显低于同容量的感应电动机。

年，英国大学对此进行大量研究工作，年，上述两所大学的研究小组联合研制了用于电动汽车的电机装置，其单位输出功率和效率都高于同类的感应电动机驱动装置，同时美国福特公司也研制出，其结构为轴向气隙电动机具有电动机和发电机运行状态和较宽范围调速能力，适合于蓄电池供电的电动车辆传动。

这充分表明很有发展前途。

年，大学的教授及其同事总结了自己的研究成果，发表了著名论文变速开关磁阻电动机，这标志着电机得到国际社会的承认。

该论文阐述了电机的基本原理与设计特点，研究了电动机的特性及其控制方式。

年，英国有限公司将世界第台开关磁阻电动机传动装置，商品投放市场，年，又推出了四个规格的系列产品。

原联邦德国在年至年期间也先后完成了样机的试制。

电机问世不久便引起全国电气传动界的广泛重视，除英国外，美国，加拿大，前南斯拉夫，埃及，土耳其等许多国家也都在积极开展电机的研究工作。

美国空军和公司联合开发了航空发动机用启动发附录电机系统，有最大转速为和最大转速为两种规格，取得了良好的应用效果。

加拿大，前南斯拉夫在电机的运行理论，电磁场分析等方面做了大量研究工作。

埃及则对小功率的单相，两相开关磁阻电机的结构，起动性能等方面进行了许多研究。

些学者还研究了新型结构的电机，如盘式电机，外转子式电机，直线式电机和无位置传感器式电机等。

国内发展情况从年开始，我国许多单位先后开展了电机的研究工作，如北京纺织机械研究所，华中理工大学，南京航空航天大学，东南大学，福州大学，华南理工大学及浙江大学等，且电机被列入中小型电机七五科研规划项目。

在借鉴国外经验的基础上，我国电机的研究进展很快，对电机的控制，仿真，设计理论和电磁场数值分析等都做了许多工作，在国际，国内刊物和会议上发表了许多篇论文。

近年来，电机的研究在国内外取得了很大的发展，就我国国情，要使电机被人们普遍采用还需要广大的科研人员和研制单位做大量艰苦的推广工作。

目前，我国已研制了，等多个规格的工业产品样机在纺织机械，毛巾印花机，泽尔浆纱机，多功能蒸煮联合机以及轻型龙门刨床和食品加工机械等方面的应用中取得良好的效果。

年，国内以上的电机已经应用于煤矿的采煤机，已将的电机应用地铁机车的牵引，并已形成了些系列商品，最大功率达几十到上百千瓦。

选题依据开关磁阻电机简称或电机调速系统是世纪年代中期发展起来的种新型交流调速系统，因电机结构简单坚固，工作可靠，效率高，所以它构成的开关磁阻电机调速系统简称运行性能和经济指标都很好，具有很大的应用潜力。

因此近年来，它在交流调速领域异军突起，发展颇为迅速，成为当代电气传动领域的热门课题之。

是融电力电子技术微电子技术以及控制技术为体的典型的机电体化技术，具有很好的调速性能，控制电路简单输出特性变化灵活能频繁正反转，在负载和转速变化时均有较高效附录率以及能适应恶劣环境等优点，是种性能价格比较高的无级调速系统。

选题意义现有的国产电动执行机构存在着控制手段落后机械传动机构多结构复杂定位精度低可靠性差等问题。

而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比，旦出厂，这速度固定不可调整，其通用性较弱。

随着电力电子学，计算机控制技术和近代交流传动理论的发展，如何运用新的控制理论，对传统的执行机构进行改造，使其达到更高的性能，成为了研究的重点所在。

作为种新型调速系统，兼有直流传动和普通交流传动的特点。

其具有结构简单坚固成本低工作可靠控制灵活运行效率高，适于高速与恶劣环境运行等特点，常适合作为电动执行器的执行元件，可以大大改善驱动执行器的性能。

但是由的双凸极结构和采用开关性的供电电源，使得的特性和控制方式与传统电机不同。

尤其是其线性及饱和现象造成的模型难以解析，比较突出的问题是转矩脉动和噪声另方面，作为典型的机电体化系统，融合电机学微电子电力电子控制理论等众多科学领域，所以系统的优化设计还需从整体出发。

二研究的基本内容，拟解决的主要问题论文是对开关磁阻电动机调速控制系统的研究。

论文首先建立开关磁阻电动机调速系统动态仿真模型，在此基础上研究电机的控制策略及整体优化设计的进步研究。

本课题研究的主要内容如下研究电机的结构工作原理和数学模型，分析了电机主要的控制方式，并对这些控制方式进行详细的研究研究的特点和组成部分，并分别对它的各个组成部分功率变换器控制器和信号反馈系统作了详细的研究在对深入研究的基础上，设计了的硬件系统和软件系统。

其中硬件系统的设计包括功率变换器控制器和信号反馈电路的设计和器件的选择软件系统的设计则主要包括主程序各种服务子程序和中断子程序的设计和编程。

附录三研究步骤方法及措施研究步骤了解课题所涉及的基本概念及方法，确定课题所要达到的目的与要求。

熟悉开关磁阻电机原理及使用方法，熟练掌握系统知识。

进行软件设计，符合硬件实现。

对软件进行调试，以很好的完成课题任务研究方法该文将运用比较分析的方法，进行不同的软件设计进行对比分析，选择出最好的硬件设计方案。

研究措施该文将通过电脑模拟完成，以达到完成设计任务与实践相关联。

四研究工作进度第阶段年月年月通过网络，图书馆藏书及杂志等，搜集相关开关磁阻原理及软件设计的资料，了解了些开关磁阻电机结构知识和设计方法，初步形成了整个系统结构的大体构想。

第二阶段年月年月根据收集的资料，学习编程语言。

第三阶段年月年月进行软件设计，并开始整理资料，写论文。

第四阶段年月完成毕业论文的撰写，绘制图纸，准备答辩。

五主要参考文献王宏华开关磁阻电动机调速控制技术北京机械工业出版社，吴建华开关磁阻电机设计与应用北京机械工业出版社孙建忠，白凤仙特种电机及其控制北京中国水利水电出版社，王树青先进控制技术及应用北京化学工业出版社，易继锴，侯媛彬智能控制技术北京北京工业出版社，张强，吴红星，谢宗武基于单片机的电机控制技术北京中国电力出附录版社，韩竹利，王华电子仿真与应用北京国防工业出版社喻方平，罗薇系列单片机语言编程及系统的设计及调试北京电子工业出版社刘闯，朱学忠，李磊开关磁阻发电机的脉宽调制控制南京航天航空大学学报王艳基于模糊逻辑自适应控制的开关磁阻电机及其控制系统北京北京交通大学，谢春林开关磁阻调速电动机的发展及应用前景探讨机电信息詹琼华开关磁阻调速电动机武汉华中理工大学出版社闫广涛，段承先基于