摘要：针对开关磁阻电机运行具有强非线性的特点，将模糊自适应控制和h∞鲁棒控制相结合，设计出系统模糊自适应h∞控制器。建立了电机的分段线性化模糊模型，并分析了控制系统的稳定性，利用dsp解决了自适应鲁棒控制的硬件连续实现问题。仿真和实验结果分析表明，模糊自适应h∞控制相比于传统的pi控制方法在过渡时间、超调量和稳态误差等方面均有优越性，还可保证系统鲁棒稳定性。

关键词：开关磁阻电机；模糊控制；自适应控制；鲁棒控制

中图分类号：tm352    文献标志码：a    文章编号：l001-6848(2010)06-0048-06

    开关磁阻电机（简称srm）驱动系统问世于20世纪80年代，其主要特点是电机结构紧凑牢固，适合于高速运行、驱动电路简单、成本低、性能可靠，在宽广的转速范围内效率都比较高，而且可以方便地实现四象限控制。这些特点使srm很适合电动车辆的各种工况运行，它的****效率已达百分之90。被认为是用于电动车辆的最有发展前景的电机驱动系统。srm的工作原理和结构都比较简单，但其自身双凸极的结构特点，磁路和电路的非线性、开关性，使得电机的各个物理量随转子位置作周期性不均匀变化，定子绕组电流和磁通波形不规则，在srm运行过程中表现出强非线性的特点。目前各种非线性方法已被应用到srm中，但效果并不是十分理想。自适应鲁棒控制作为解决系统强非线性的一种手段已有广大学者进行了初步研究，其有效性也得到了初步验证。本文将模糊自适应控制与鲁棒控制相结合，提出了一种具有连续监督控制功能的自适应鲁棒控制器，克服了两种方法各自的局限性，既实现了对srm磁链非线性的动态补偿，又可以削弱外部扰动以及未建模动态的影响，从而可保证系统的暂态性能、稳态性能及鲁棒性能。

    (1) srm控制模式

    srm驱动及再生制动采用固定角度电压pwm控制模式，控制原理如图1所示。给定速度与反馈速度的偏差经速度控制器和电流控制器输出，即由速度和电流控制子程序计算出电压的控制量作为pwm电路的占空比给定值，控制一定频率的输出方波脉冲宽度，被调制的方波脉冲信号加到功率器件基极驱动电路，控制主开关的导通与关断，便将施加到srm电机绕组上的直流电压斩波成对应频率和占空比的方波电压，从而改变绕组两端电压的有效值，实现srm的驱动和再生制动。srm运行单个周期的电感及电流曲线如图2所示。阶段主开关导通，电机吸收电能，属励磁建流阶段。to ≠0阶段产生电动转矩，由于电流较小，电动转矩并不大，而这一阶段可以提高对应t3时刻的电流，对于建立励磁电流却是相当

有益的。阶段主开关器件关断，回馈电能，属发电阶段。通过调整励磁阶段与发电阶段所占整个周期的比值可实现srm的驱动或再生制动，当励磁阶段所占比值较大时，srm处于驱动。反之发电阶段所占比值较大时，srm处于再生制动阶段。但由电流不规则变化曲线可见其整个运行过程具有强烈的非线性特性。

    (2) srm非线性特性

    本文研究的srm电机参数如表1所示，其备相绕组的磁链随转子角位移和相绕组电流变化曲线见图3，由于磁饱和特性及其自身的双凸极结构，使其具有强列的非线性特点。

 

    由图3进行参数拟合，可得srm磁链与电流及转子位置角度的关系为：

忽略式（2)中高阶函数项，则srm绕组电感可表示为