摘要
开关磁阻电机作为一种极具潜力、高效节能的机电一体化产品，相较于其他电机具有优越的调速性能，同时因其生产成本低，可控性强以及效率高等突出优势，使得此类电机在工农业生产等领域得到广泛的应用。随着微计算机、电力电子和控制技术的迅速发展，使得该种电机能在性能上兼具交、直流调速系统的优点，相比于传统电机调速系统在市场上更具竞争力。但由于其设计上采用双凸极的结构，易产生磁路饱和，且其控制方面具有非线性，导致其存在转矩脉动大的问题，随之而来的是其导致的机体强振和强噪。 针对这一问题，本文首先对开关磁阻电机的发展状况、性能特点及结构组成等进行了详细的分析介绍，然后基于开关磁阻电机的基本结构和运行原理推导出其数学模型，阐述直接转矩控制理论，在分析传统DTC控制的基础上提出了改进型DTC，并对两个方案分别搭建了仿真模块进行了仿真对比实验。 其次介绍了自抗扰控制技术的发展过程和在控制性能上的优点，详细介绍了自抗扰控制的原理。分别建立了自抗扰控制的三个主要部分：跟踪微分器、扩展状态观测器和非线性反馈控制率的状态方程，详细分析了相关参数校正方法。 在此基础上提出将自抗扰控制与直接转矩相结合的控制策略来抑制转矩脉动，搭建了MATLAB仿真模型并用仿真软件进行计算，并将其与直接转矩控制下的PI控制和模糊PID控制相比较，仿真结果表明相比于PI控制和模糊PID控制下的直接转矩控制，基于自抗扰控制器的SRM调速系统具有较好的动静态性能，抗扰能力更强，鲁棒性更好。 最后在实验室利用STM32微控芯片为核心控制器设计出开关磁阻电机硬件实验平台，并利用Keil软件，分别编写PI算法和自抗扰控制算法程序，通过实验验证了自抗扰控制策略在开关磁阻电机调速系统中的有效性。实验结果表明，基于直接转矩的自抗扰控制技术能在电机的转矩脉动抑制方面很有成效。
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