1.一种开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法,其特征在于,包括:(1)获取转子实时位置角度θ和参考转矩Tref,根据实时位置角度θ获取转子角速度ω;
(2)将实时位置角度θ和参考转矩Tref作为经训练的Bp神经网络转矩逆模型的输入,获取参考电流iref;
(3)将参考电流iref与实时位置角度θ输入磁链查表模块ψ‑θ‑i,获得实时参考磁链ψref;
将实时参考磁链ψref与转子角速度ω进行乘积运算,再与直流供电电压UK相除,将相除获得值与相电感最大变化率所处转子位置角θa作差,得到实时开通角θon;
(4)将参考转矩Tref输入转矩分配函数模块后,在关断角θoff、实时开通角θon以及实时位置角θ的调节下,通过三次多项式转矩分配函数将参考转矩Tref分解为三相期望转矩TAref、*TBref、TCref并分配到每个相位上,然后与检测的实时励磁电流i 反推形成的实时转矩TA、TB、TC进行比较,将其差值输入转矩滞环比较器作为驱动功率变换器中IGBT的控制信号;
步骤(4)中,转矩分配过程中第j相转矩的转矩分配分配函数为:其中,fj(θ)为各相输出的转矩分配函数,各相转矩分配函数之和为1;Tj为第j相瞬时转矩;m为SRM的相数;
三次多项式型转矩分配函数的变化曲线由下式描述:
2 3
g(θ)=u0+u1(θ‑θon)+u2(θ‑θon) +u3(θ‑θon)其中,u0、u1、u2、u3为常数;
为了满足换相重叠区转矩分配指令的平滑过度,g(θ)满足以下条件:其中,g(θon)为处于θon位置时转矩大小;g(θon+θov)为处于θon+θov位置时转矩大小;θov为重叠角;g'(θon)为变化曲线在θon处的切线处斜率大小;g'(θon+θov)为变化曲线在θon+θov处的切线处斜率大小;
联立上两式可得u0=u1=0,
进一步可得三次多项式转矩分配函数解析式:
其中,θoff为关断角。
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法,其特征在于,步骤(1)中,转子实时位置角度θ由位置检测器采集;转子角速度ω由位置角度信号进行微分获得:
3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法,其特征在于,步骤(1)中,利用给定转速ωn与转子角速度ω作差得到差值Δω=ωn‑ω,Δω通过速度控制器调节后,获得参考转矩Tref。
4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法,其特征在于,步骤(2)中,Bp神经网络转矩逆模型基于Levebberg‑Marquardt算法的Bp神经网络建立,其权值调整公式为:T ‑1 T
ωj1(k+1)=ωj1(k)‑(JJ+μI) Jen其中,ωj1(k+1)为k+1时刻网络的连接权值;ωj1(k)为k时刻网络的连接权值;J为Jacobian矩阵;μ为一个可进行自适应调整的非负数;I为单位矩阵;en为网络的误差向量;
Bp神经网络转矩逆模型iref(θ,Tref)以实时位置角θ和参考转矩Tref为输入,以参考电流iref为输出,中间为双隐层结构。
5.根据权利要求4所述的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法,其特征在于,第一隐层神经元输出为:其中,u1、u2、u3、u4为第一隐层神经元输出;f1采用tansig函数; 为权值; 为阈值;
k1、k2为归一化系数;x1、x2分别为输入量,即θ和Tref。
6.根据权利要求5所述的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法,其特征在于,第二隐层神经元输出为:其中,v1、v2、v3为第二隐层神经元输出;f2采用线性函数purelin; 为权值; 为阈值。
7.根据权利要求1所述的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法,其特征在于,步骤(3)包括:SRM一相电路方程为:其中,+US为主开关器件导通时,加在相绕组两端的直流电源电压;‑US为主开关器件关断后,绕组电流续流阶段所加的电压;ψ为实时磁链;i为导通相相电流;R为相绕组;
绕组电阻电压降iR与dψ/dt相比通常很小,定性分析时可忽略,从而可得下式:对上式两边积分得到下式:
其中,θo为相电感变化率最大到开通角距离;iref(θ,Tref)为Bp神经网络转矩逆模型;US为功率变换器上供电直流电源;
θon=θa‑θo。
8.根据权利要求7所述的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法,其特征在于,步骤(3)还包括:第K相绕组的电压平衡方程为:K=1,2,...,m
其中,RK为第K相的电阻;iK为第K相的电流;eK为第K相的感应电动势;ψK为K相绕组磁链,是相电流和转子位置角函数;m为SRM的相数。