摘要：針對開關磁阻電機運行具有強非線性的特點，將模糊自適應控制和h∞魯棒控制相結合，設計出系統模糊自適應h∞控制器。建立了電機的分段線性化模糊模型，并分析了控制系統的穩定性，利用dsp解決了自適應魯棒控制的硬件連續實現問題。仿真和實驗結果分析表明，模糊自適應h∞控制相比于傳統的pi控制方法在過渡時間、超調量和穩態誤差等方面均有優越性，還可保證系統魯棒穩定性。

關鍵詞：開關磁阻電機；模糊控制；自適應控制；魯棒控制

中圖分類號：tm352    文獻標志碼：a    文章編號：l001-6848(2010)06-0048-06

    開關磁阻電機（簡稱srm）驅動系統問世于20世紀80年代，其主要特點是電機結構緊湊牢固，適合于高速運行、驅動電路簡單、成本低、性能可靠，在寬廣的轉速范圍內效率都比較高，而且可以方便地實現四象限控制。這些特點使srm很適合電動車輛的各種工況運行，它的****效率已達百分之90。被認為是用于電動車輛的最有發展前景的電機驅動系統。srm的工作原理和結構都比較簡單，但其自身雙凸極的結構特點，磁路和電路的非線性、開關性，使得電機的各個物理量隨轉子位置作周期性不均勻變化，定子繞組電流和磁通波形不規則，在srm運行過程中表現出強非線性的特點。目前各種非線性方法已被應用到srm中，但效果并不是十分理想。自適應魯棒控制作為解決系統強非線性的一種手段已有廣大學者進行了初步研究，其有效性也得到了初步驗證。本文將模糊自適應控制與魯棒控制相結合，提出了一種具有連續監督控制功能的自適應魯棒控制器，克服了兩種方法各自的局限性，既實現了對srm磁鏈非線性的動態補償，又可以削弱外部擾動以及未建模動態的影響，從而可保證系統的暫態性能、穩態性能及魯棒性能。

    (1) srm控制模式

    srm驅動及再生制動采用固定角度電壓pwm控制模式，控制原理如圖1所示。給定速度與反饋速度的偏差經速度控制器和電流控制器輸出，即由速度和電流控制子程序計算出電壓的控制量作為pwm電路的占空比給定值，控制一定頻率的輸出方波脈沖寬度，被調制的方波脈沖信號加到功率器件基極驅動電路，控制主開關的導通與關斷，便將施加到srm電機繞組上的直流電壓斬波成對應頻率和占空比的方波電壓，從而改變繞組兩端電壓的有效值，實現srm的驅動和再生制動。srm運行單個周期的電感及電流曲線如圖2所示。階段主開關導通，電機吸收電能，屬勵磁建流階段。to ≠0階段產生電動轉矩，由于電流較小，電動轉矩并不大，而這一階段可以提高對應t3時刻的電流，對于建立勵磁電流卻是相當

有益的。階段主開關器件關斷，回饋電能，屬發電階段。通過調整勵磁階段與發電階段所占整個周期的比值可實現srm的驅動或再生制動，當勵磁階段所占比值較大時，srm處于驅動。反之發電階段所占比值較大時，srm處于再生制動階段。但由電流不規則變化曲線可見其整個運行過程具有強烈的非線性特性。

    (2) srm非線性特性

    本文研究的srm電機參數如表1所示，其備相繞組的磁鏈隨轉子角位移和相繞組電流變化曲線見圖3，由于磁飽和特性及其自身的雙凸極結構，使其具有強列的非線性特點。

 

    由圖3進行參數擬合，可得srm磁鏈與電流及轉子位置角度的關系為：

忽略式（2)中高階函數項，則srm繞組電感可表示為