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基于双DSP的无轴承开关磁阻电机控制器设计的开题报告一、选题背景无轴承开关磁阻电机具有结构简单、可靠性高、寿命长等优点，广泛应用于电动汽车和工业机械领域。
而控制器作为无轴承开关磁阻电机的关键组成部分，其性能和可靠性对电机的整体性能有着至关重要的影响。
因此，对于无轴承开关磁阻电机控制器的研究具有重要的理论和实际意义。
本课题选用了基于双DSP的无轴承开关磁阻电机控制器设计，旨在推进该领域的技术发展，提高无轴承开关磁阻电机控制器的实用性和可靠性，为电动汽车和工业机械的应用提供技术支持。
二、研究目的和内容本课题的研究目的是设计一种基于双DSP的无轴承开关磁阻电机控制器，并对其进行实验验证和性能评估。
本研究的主要内容包括：1. 双DSP控制器的硬件设计与制作。
采用双DSP结构，分别实现控制器的数据采集和控制计算，确保更高的计算效率和系统可靠性。
2. 无轴承开关磁阻电机控制器的软件算法开发。
主要包括控制算法的设计和编程实现等方面，结合双DSP控制器的特点，实现控制器的精准控制和优化性能。
3. 系统测试与性能评估。
通过实验验证，对双DSP无轴承开关磁阻电机控制器的性能进行测试和评估。
主要包括控制精度、空间矢量PWM 电流控制效果、系统稳定性和实时性等方面的综合评估和比较。
三、关键技术和难点1. 双DSP结构的控制算法优化。
如何设计一种有效的双DSP控制算法，实现无轴承开关磁阻电机的高效控制和优化性能。
2. 空间矢量PWM电流控制器的设计与实现。
如何实现基于无轴承开关磁阻电机的空间矢量PWM电流控制，提高电机的控制精度和效率。
3. 系统稳定性和实时性的保证。
如何在算法设计和实现中，保障系统的稳定性和实时性，确保系统的可靠性和实用性。
四、预期研究结果本研究预期获得以下研究成果：1. 成功实现基于双DSP的无轴承开关磁阻电机控制器设计，并制作出相应的硬件和软件。
2. 经过综合测试和评估，获得无轴承开关磁阻电机控制器的性能参数和控制效果，并与相关研究比较，证明控制器的优越性和实用性。
毕业设计--小功率开关磁阻电机控制与驱动系统的设计摘要本文首先介绍了开关磁阻电机（SRM）在国内外的发展状况，接着介绍了开关磁阻电机调速系统（SRD）的特点、应用领域和目前研究的热点；并对开关磁阻电机的运行原理和电磁特性及其数学模型进行阐述，建立了开关磁阻电机的线性电感模型，在此基础上分析了开关磁阻电机的电磁转矩，进而得到开关磁阻电机的调速控制方法。
其次，详细介绍了开关磁阻电机调速系统的各个组成部分，并介绍了目前常用的控制方法，分析了各种控制方法的优缺点，在此基础上，本文结合4kW/513V、三相12/8极开关磁阻电机进行了系统的软硬件设计。
硬件设计包括对开关磁阻电机调速系统的功率变化器主电路的设计及参数选择，设计中采用功率MOSFET为主开关器件，以驱动芯片TLP250为核心设计驱动电路；以单片机AT89C51和电机智能控制模块为核心设计控制电路；此外还设计了位置检测电路、电流检测电路、逻辑综合电路和数码显示电路等。
其中电机智能控制模块实现速度、电流双PI调节、PWM生成、电流保护、斩波比较等功能；单片机负责判断转子的位置信息，并综合各种保护信号和给定信息，以及转速情况，给出相通信号及电流斩波阈值。
在控制软件设计中采用模块化编程，增强了程序的通用性和可读性。
关键词：开关磁阻电机；控制； AT89C51；功率MOSFETABSTRACTABSTRACT: Firstly, the thesis not only presents the developing status of the SRD system both in domestic and abroad，but also introduces the configuration application area and research hotspot of SRD system，and then expatiate the electromagnetism principle and mathematic model of SRM, establishes liner inductance model of SRM, then analysis electromagnetism torque of SRD system based on linear inductance model，get the control method of SRD system finally.Secondly, the thesis introduces all parts of SRD system in detail, and introduces the control method now used, give out the advantage and disadvantage of any method. And then the thesis designs the hardware and software of the SRD system based on 4kW/513V, 12/8 SRM. Hardware implementation including of choosing the structure and parameter of power converter with its power component--POWER MOSFET; As the core driver circuit to drive the chip TLP250; The control circuit with the core components----AT89C51＆motor intelligent module is designed. Also the position sensor testing circuit, current sensor testing circuit, logic synthesis circuit and digital display circuit are designed. The function of motor intelligent circuits to-realize dual PI adjuster of speed and current, PWM generation, current protection, chop-wave comparison．While the function of AT89C51 is to judge rotator location information, synthesize various protection signal and commanded information, and speed condition, then give the phase on/off signal and chopped current limited value. The software of system is programmed. The Modular Structured programming makes the program readable and modifiable.KEYWORDS: SRM; CONTROL; AT89C51; POWER MOSFET目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1开关磁阻电机的发展 (1)1.2 开关磁阻电机调速系统的特点和应用领域 (1)1.3当前的主要研究热点和发展方向 (3)1.4本课题主要工作 (4)第二章开关磁阻电机的基本理论分析 (5)2.1开关磁阻电动机调速系统的组成 (5)2.2开关磁阻电动机结构与运行原理 (5)2.3开关磁阻电机的基本方程 (7)2.4基于理想线性模型的SR电动机分析 (8)2.4.1 SR电机的相电感模型 (8)2.4.2 SR电机的电磁转矩 (9)2.5考虑磁路饱和时SR电动机的分析 (10)2.6SR电机的基本控制方式 (12)2.7开关磁阻电机调速系统总体方案的确定 (13)第三章小功率开关磁阻电机驱动系统硬件设计 (15)3.1开关磁阻电机的参数 (15)3.2功率变换器的结构设计 (15)3.2.1主电路拓扑结构介绍 (15)3.2.2功率电路的设计 (19)3.2.3功率变换器的驱动电路设计 (21)3.2.4 功率缓冲（吸收）电路设计 (23)3．3驱动系统设计 (25)3.3.1总体设计 (25)3.3.2控制核心AT89C51功能 (26)3.3.3 电机智能控制模块MCSRD9800 (26)3.3.4 位置检测部分设计 (31)3.3.5 电流检测部分设计 (32)3.3.6角度细分电路 (33)3.3.7 D/A转换与斩波电路 (34)3.3.8 优先编码电路 (35)3.3.9逻辑综合电路 (36)3.3.10显示电路 (36)3.3.11单片机最小系统 (37)第四章 4KW开关磁阻电机驱动系统软件设计 (39)4.1主程序 (39)4.2运行子程序 (41)4.3相中断程序 (43)4.4INTO中断子程序 (45)4.5软件抗干扰措施 (45)致谢 (47)参考文献 (48)第一章绪论1.1 开关磁阻电机的发展20世纪60年代以前，在需要可逆、可调速与高性能的电气传动技术领域中，直流传动系统一直占领统治地位。
无轴承开关磁阻电机的分析与设计的开题报告一、研究背景开关磁阻电机是一种新兴的电动机，采用无需轴承的结构，避免了传统电动机轴承损耗、维修增加的问题。
该电机还具有结构简单、响应速度快、高效节能等优点，近年来受到广泛关注。
本论文将从无轴承开关磁阻电机的原理出发，对其进行深入研究和分析，探讨其设计和应用。
二、研究目的本论文主要研究无轴承开关磁阻电机的性能分析和设计方法，旨在进一步了解其原理和特点，为其在新能源领域等方面的应用提供技术支持。
具体目的包括：1.掌握无轴承开关磁阻电机的工作原理和结构特点；2.分析无轴承开关磁阻电机的性能特点，如输出功率、效率、响应速度等；3.探究无轴承开关磁阻电机的设计方法，包括电磁学模拟、机械结构设计、控制系统等方面的内容；4.验证无轴承开关磁阻电机的性能和设计方法的有效性。
三、研究内容本论文将从以下几个方面进行研究：1.无轴承开关磁阻电机的工作原理和结构特点。
主要介绍电机的基本原理、结构和工作模式，分析其相较于传统电动机的优势和不足。
2.无轴承开关磁阻电机的性能分析。
主要对电机的输出功率、效率、响应速度等性能指标进行分析，并探究其在不同应用领域中的应用前景。
3.无轴承开关磁阻电机的设计方法。
主要包括电磁学模拟、机械结构设计、控制系统的设计等方面的内容，探究其设计方法的基本思路和实现方法，并结合实际案例进行讲解。
4.实验验证。
基于已有的无轴承开关磁阻电机的实验平台，对其进行实际测试，验证性能和设计方法的有效性。
四、研究成果本论文主要将在以下几个方面取得成果：1.深入了解无轴承开关磁阻电机的工作原理和结构特点，揭示其优势和不足。
2.对无轴承开关磁阻电机的性能进行分析，探究其应用前景。
3.总结无轴承开关磁阻电机的设计方法，包括电磁学模拟、机械结构设计、控制系统设计等方面的内容，为无轴承开关磁阻电机的优化设计提供参考。
4.通过实验验证电机的性能和设计方法的有效性，为无轴承开关磁阻电机的应用提供技术支持。
摘要开关磁阻电机调速系统是一种新型电机调速系统，结构简单，成本低，调速性能优异，是传统交、直流电机调速系统的强有力竞争者，具有强大的市场潜力。
本文以DSP为控制核心，研究并设计了15kW三相12/8极SRM的调速实验系统，用于SRM控制技术的研究。
本文概述了开关磁阻电机调速系统(Switched Reluctance Drive，简称SRD)及其发展和研究现状，论述了其主要研究方向，阐述和分析了开关磁阻电机的结构、运行原理以及系统控制。
并且对SRD系统总体硬件结构进行了设计。
采用不对称半桥型结构，在进行了相关功率器件选型计算的基础上设计了该SRD调速实验系统的功率变换器。
然后，以TMS320LF2407为核心设计了开关磁阻电机控制系统的硬件电路，给出了包括电流检测、位置检测、故障保护等部分电路的详细设计，充分利用了DSP的丰富外设资源，达到了简化电路结构、提高运行可靠性的目的。
另外本文讨论了开关磁阻电机控制软件的设计，采用模块化编程方法，采用基于多中断的控制程序，提高了控制软件的效率。
最后，利用MATLAB/SIMULINK对上述12/8极开关磁阻电机调速系统建立了非线性仿真模型，并对该系统进行了仿真实验，实现了调速，并达到了开关磁阻电机调速系统研究和设计的预期目标，验证和深化了前文所取得一些理论成果，同时也为更近一步研究打下了基础。
关键词：开关磁阻电机；调速系统；DSP；MATLAB/SIMULINK；仿真ABSTRACTSwitched Reluctance Drive system is a new motor drive system. It has many good features for example simple structure, low cost and excellent driving performance. It's the strongest competitor to traditional AC and DC drive system, so it has powerful future.This paper developed a speed experimental system for a 3-phase 12/8-pole SRM of 15 kW based on TMS320LF2407 DSP, which can be used for the technical research on SRM control.The thesis summarizes the development and research of switched reluctance drive (SRD), discusses the main research direction. The structure of SRM, operation principle, and the control scheme of the SRD are elaborated and analyzed. And the whole structure of hardware is schemed out for the SRD speed experimental system. Adopting the dissymmetry half-bridge structure, a power converter is designed for the system after selection calculation of the corresponding devices. Then, TMS320LF2407 DSP is used to design the hardware circuits of SRM control system, and design details including the current detection, position sensing, fault protection and PWM output etc. are provided. Because of the full use of the abundant peripheral resources of DSP, it comes to the aim simplifying the circuit structure and heightening the reliability. Also, the thesis discusses the routine designing issue. Because the modularized programming method is adopted, and multi-interrupt processing technique is used, operation efficiency of the control software is highly raised. At last, with the MATLAB/SIMULINK a nonlinear simulation model for the foregoing 12/8-pole SRM control system is established. And the simulation experiments have been done on this model. Speed adjustment is realized, and other targets on the research and design of SRM control system are reached, which establishes a good foundation for further research.Keywords：Switched Reluctance Motor; Drive System; DSP; MATLAB/SIMULINK；Simulation目录1 绪论 (1)1.1开关磁阻电机的发展概述 (1)1.2开关磁阻电机调速系统组成 (2)1.3开关磁阻电机调速系统研究现状和方向 (2)1.4本文研究的内容 (4)2 开关磁阻电机原理 (5)2.1开关磁阻电机的基本结构和运行原理 (5)2.1.1电机结构 (5)2.1.2运行的原理 (6)2.1.3电机的基本方程 (7)2.2开关磁阻电机调速系统的基本控制方式 (8)2.2.1角度控制方式(APC) (9)2.2.2电流斩波方式(CCC) (10)2.2.3电压斩波PWM控制方式 (11)2.2.4组合控制 (13)2.3系统控制方式及控制策略的确定 (13)3 SRD调速实验系统硬件设计 (15)3.1 SRD系统设计方案 (15)3.2基于TMS320LF2407控制器的SRD系统硬件结构设计 (16)3.3功率变换器设计与选型 (18)3.3.1功率变换器主电路的选择 (19)3.3.2功率开关器件的选择及参数计算 (19)3.3.3 IGBT驱动电路的设计 (21)3.4控制、检测和保护电路的设计 (22)3.4.1转子位置检测 (22)3.4.2 PWM输出电路 (23)3.4.3电流检测电路 (24)3.4.4故障检测与保护电路 (25)3.4.5键盘与显示电路 (27)4 软件设计 (29)4.1总的设计思路 (29)4.2主程序设计 (29)4.2.1初始化子程序 (29)4.2.2键盘和显示子程序 (31)4.2.3功率驱动保护子程序 (32)5 SRD系统仿真 (34)5.1基于MATLAB/SIMULINK的SRD非线性仿真模型的建立 (34)5.2 CCC方案下SRD仿真模型 (35)5.3 仿真结果 (40)6 总结 (45)参考文献 (46)翻译部分 (48)中文译文 (48)英文原文 (57)致谢 (68)1 绪论开关磁阻电机调速系统(Switched Reluctance Drive，SRD)是80年代中期发展起来的新型调速系统[1]。
开关磁阻电动机宽范围调速系统研究的开题报告一、研究背景及意义开关磁阻电动机是一种新型的、可逆的直流电动机，具有高能效、高响应速度、低电磁干扰等优点，因此在工业生产中得到广泛应用。
然而，现实中常常需要对开关磁阻电动机进行精确的调速，以满足不同工况下的需要，因此开发一种可靠的、宽范围的调速系统具有重要意义。
二、研究内容及目标本研究将针对开关磁阻电动机宽范围调速系统进行深入探究，主要包括以下内容：1.开关磁阻电动机的控制原理和特点；2.目前常见的开关磁阻电动机调速方法的优缺点；3.设计一种基于现代控制理论和数学模型的宽范围调速系统；4.通过实验验证该调速系统的有效性与可靠性。
本研究的目标是：1.深入理解开关磁阻电动机的工作原理和特点，为制定控制策略提供依据；2.比较现有调速方法的优缺点，为设计新型调速系统提供思路；3.研发一种基于现代控制理论和数学模型的可靠的、宽范围的开关磁阻电动机调速系统；4.通过实验验证该系统的效果，并与现有调速系统进行对比分析。
三、研究方法和步骤本研究采用以下方法和步骤：1.文献综述法：对相关文献进行搜集、阅读和分析，了解开关磁阻电动机的控制方法和调速技术的研究现状和未来发展趋势；2.理论分析和计算：根据开关磁阻电动机的工作原理和特点，建立数学模型，分析控制策略的可行性，并进行仿真计算；3.系统设计：考虑控制系统的实际应用情况，设计开关磁阻电动机宽范围调速系统的硬件和软件部分，制定相关控制算法；4.实验验证：建立实验平台，进行系统的模拟、实验验证，记录数据并进行结果分析；5.结果总结：对研究结果进行总结，提出未来研究的方向和建议。
四、预期成果和应用价值本研究预期成果为：1.对开关磁阻电动机的控制原理和特点进行深入研究，提出新型宽范围调速思路;2.设计并验证一种基于现代控制理论和数学模型的可靠的、宽范围的调速系统；3.与现有调速系统进行对比分析，证明新型调速系统的优势和应用价值。
基于支持向量机的开关磁阻电机无位置传感器控制的开题报告1. 研究背景和意义随着电机控制技术的不断发展，各种类型的电机得以广泛应用于各种领域，其中开关磁阻电机是一种新型的无刷直流电机，主要特点是结构简单、控制方便、负载能力强等。
但是，开关磁阻电机无法通过传统的位置传感器进行精确控制，因此如何实现无位置传感器控制成为该电机控制技术的重要研究内容。
支持向量机是一种基于统计学习理论的分类和回归分析方法，其在模式识别、图像处理、预测等领域取得了广泛应用。
通过支持向量机的方法，可以对开关磁阻电机的运动状态进行建模和预测，实现无位置传感器控制，提高电机的控制精度和性能。
因此，基于支持向量机的开关磁阻电机无位置传感器控制研究具有重要的理论和应用意义。
2. 研究内容和方法本研究旨在建立基于支持向量机的开关磁阻电机无位置传感器控制模型，实现电机的精确运动控制。
具体内容包括：（1）开关磁阻电机的结构和控制原理；（2）支持向量机在电机控制中的应用；（3）基于支持向量机的开关磁阻电机无位置传感器控制算法的设计和实现；（4）开关磁阻电机无位置传感器控制系统的实验验证和性能分析。
研究方法主要采用理论推导和实验验证相结合的方式，通过对开关磁阻电机的特性进行分析，建立相应的数学模型，并基于支持向量机算法进行参数优化和控制策略设计，最终通过实验验证评估所设计的控制系统的性能。
3. 研究预期结果和意义通过本研究，预期实现开关磁阻电机无位置传感器控制的目的，取得以下预期结果：（1）建立基于支持向量机的开关磁阻电机无位置传感器控制模型；（2）实现电机的高精度和高效率控制，提高系统的控制性能；（3）为开关磁阻电机的应用提供新的控制方法和技术支持。
该研究的结果对于推动电机控制技术的发展，促进无位置传感器控制算法的研究和应用具有重要的意义。
基于开关磁阻电机的抽油机调速系统设计与研究的开题报告摘要：本文基于开关磁阻电机的特点和应用优势，研究了一种应用于抽油机调速系统的开关磁阻电机驱动方案。
首先简要介绍了抽油机的原理和调速系统的基本需求，然后对开关磁阻电机的原理、结构和特性进行了详细分析和研究。
接着，针对开关磁阻电机输出端的电流波形问题，提出了一种基于相位控制的电流控制方法。
最后，在Simulink仿真平台下，搭建了基于开关磁阻电机的抽油机调速系统模型，并进行了仿真实验，验证了所提出方案的可行性和有效性。
关键词：开关磁阻电机；抽油机；调速系统；相位控制；仿真实验。
一、研究背景和意义抽油机是石油勘探开采中最常用的设备之一，其主要功能是将地下油藏中的石油抽上地面。
在抽油机的实际应用中，为了满足不同工作状态下的需求，需要对其进行调速控制。
传统的抽油机调速系统通常采用交流感应电动机作为驱动器，但其效率低、调速范围窄等缺点限制了其在实际应用中的发展。
开关磁阻电机是一种新型的电机，其具有高效、高转矩密度、宽调速范围等优点，被广泛应用于各种工业控制和驱动系统中。
将其应用于抽油机调速系统中，不仅能够提高效率和性能，还能够减少能源消耗和维护成本，具有很大的发展潜力。
因此，本文旨在设计和研究一种基于开关磁阻电机的抽油机调速系统，探索其在实际应用中的优势和推广价值，为相应领域的技术发展做出贡献。
二、研究内容和方法1. 抽油机调速系统基本原理和要求抽油机的基本原理是通过驱动设备带动抽油泵杆作往复运动，使得井口的石油被抽到地面。
在抽油机的实际应用中，为了满足不同工作状态下的需求，需要对其进行调速控制。
抽油机调速系统的基本要求是稳定性、精度和响应速度。
2. 开关磁阻电机的原理和特性分析开关磁阻电机是一种基于开关磁阻原理的新型电机。
其主要结构由转子、定子、永磁体、绕组和电子开关等部件组成。
开关磁阻电机具有高效、高转矩密度、宽调速范围等特点，在控制和驱动系统等领域中应用广泛。
开关磁阻电机的结构优化设计研究的开题报告一、题目：开关磁阻电机的结构优化设计研究二、研究背景与意义：开关磁阻电机是一种新型的电力驱动技术，能够克服传统电机在高速、大功率和高精度应用中出现的问题，具有高效、高性能、低噪音和低成本等诸多优点。
因此，开关磁阻电机的应用前景广阔，已成为电机领域研究的热点之一。
然而，开关磁阻电机作为一种新型电机，其结构设计和性能分析方面的研究仍相对较少，一些关键技术难题亟待解决。
因此，对开关磁阻电机的结构优化设计进行深入研究，可为其应用提供更可靠、更高效的技术支持，具有重要的理论和实际意义。
三、研究内容和思路：本研究将通过理论分析、数值模拟和实验研究等多种方法，深入研究开关磁阻电机结构的优化设计。
主要研究内容包括：（1）分析开关磁阻电机的结构特点和工作原理，建立电磁场模型，并对其进行数值仿真分析，以确定其结构设计的基本原则；（2）基于磁场分析和热场分析，优化开关磁阻电机的结构参数，寻求最优设计方案，并对其进行理论和数值分析；（3）利用实验平台，对设计的开关磁阻电机进行制造和测试，验证其性能，并对其实验数据进行分析和总结。
四、研究预期成果：本研究通过对开关磁阻电机的结构优化设计研究，预期可以获得以下成果：（1）深入分析开关磁阻电机的结构特点和工作原理，建立电磁场模型，并对其进行数值仿真分析，为开发该电机提供理论基础；（2）对开关磁阻电机的结构参数进行优化设计，提出一系列优化方案，并进行理论和数值分析，为其应用提供更可靠、更高效的技术支持；（3）通过实验制造和测试，验证研究所得的结构设计方案，并对实验数据进行分析和总结，为开关磁阻电机的商业化应用提供技术支持。
五、研究进度计划：本研究计划分为以下阶段：（1）阶段一：开题阶段（1个月）：对开关磁阻电机的相关文献进行深入了解和研究，确定研究方向和重点，完成开题报告和研究计划书；（2）阶段二：理论研究阶段（4个月）：分析开关磁阻电机的结构特点和工作原理，建立电磁场模型，并对其进行数值仿真分析，确定其结构设计的基本原则；（3）阶段三：结构优化设计阶段（6个月）：根据理论分析和数值仿真结果，优化开关磁阻电机的结构参数，寻求最优设计方案，并进行理论和数值分析；（4）阶段四：实验制造和测试阶段（6个月）：利用实验平台，对设计的开关磁阻电机进行制造和测试，验证其性能，并对其实验数据进行分析和总结；（5）阶段五：论文撰写阶段（2个月）：撰写论文并进行修改完善。
开关磁阻电机无位置传感器控制技术的研究的开题报告一、选题背景随着工业智能化和自动化水平的提升，越来越多的电机系统及其控制系统需要具备高效、精准、可靠的特性，以满足现代工业生产的要求。
在这一背景下，开关磁阻电机应运而生，它具有结构简单、能耗低、响应快速等优点，并且在控制复杂度和机械部件数目方面优于传统电机。
然而，开关磁阻电机在控制技术方面仍面临诸多挑战，尤其是无位置传感器时的控制问题。
因此，开展开关磁阻电机无位置传感器控制技术的研究，对于提升开关磁阻电机的控制效率和精度，具有重要意义。
二、研究内容和目标1.研究开关磁阻电机的原理、结构和控制特点，分析无位置传感器开关磁阻电机控制技术的研究现状和存在的问题。
2.探究基于模型参考自适应控制的无位置传感器开关磁阻电机控制方法。
3.开展仿真和实验验证，比较不同控制方法的控制性能和鲁棒性。
4.最终目标是通过研究开关磁阻电机无位置传感器控制技术，提高电机系统的控制效率和精度，从而为电动汽车、工业机械、家电等领域提供更好的解决方案。
三、研究意义无位置传感器开关磁阻电机控制技术的研究，将能够满足日益提高的电机控制效率和精度的需求，同时具有能耗低、结构简单等优点，可以广泛应用于电动汽车、工业机械、家电等领域，具有重大的经济、社会和科技价值。
四、研究方法和方案1.文献调研和理论分析：结合开关磁阻电机原理、控制特点和无位置传感器控制技术现状，分析控制方法的理论基础和应用前景。
2.建立数学模型：对开关磁阻电机进行数学建模，基于模型参考自适应控制方法设计相应的控制器。
3.仿真和实验验证：通过Matlab/Simulink进行仿真验证，利用实验数据来验证控制方法的可行性和有效性。
五、研究预期结果1.深入掌握开关磁阻电机无位置传感器控制技术的理论基础和应用前景，为加快推广和应用提供技术支撑。
2.设计出基于模型参考自适应控制的无位置传感器开关磁阻电机控制器，提高电机系统的控制效率和精度。
开题报告-开关磁阻电机数字控制系统设计开题报告电气工程及自动化开关磁阻电机数字控制系统设计一、前言开关磁阻电机结构简单、成本低、容错性高、功率密度高能够高速运行，并且它能方便地实现起动和发电双功能，因此，目前越来越广泛的应用于航空和汽车上的起动／发电系统。
开关磁阻电机具有很大的发展潜力。
二、主题（一）、开关磁阻电机的发展概述“开关磁阻电机”一词源于美国学者S.A.Nasar 1969年所撰论文，它描述了这种电机的两个基本特征：开关性和磁阻性。
20世纪80年代以来，越来越多的学者开始关注开关磁阻电机，并对此进行了大量的研究。
美国空军和GE公司联合开发了航空发动机用SRD电机系统，有30KW、270V、最大转速为52000r/min和250KW、270V最大转速为23000r/min两种规格。
加拿大、前南斯拉夫在SR电机的运行理论电磁场分析上做了大量研究工作。
一些学者还研究了盘式SRM/外转子式SRM、直线式SRM和无位置传感器SRM等新型结构的电机。
1984年开始，我国许多单位先后开展了SR 电机的研究工作且SRM被列入中小型电机“七五”科研规划项目。
在借鉴国外经验技术的基础上，我国的SR电机研究技术进展很快。
近年来，中国在开关磁阻电机的研发方面取得了很大的进步例如南京航空航天大学开发了 3KW、6KW 及 7.5KW 三套原理样机，电机采用的是风冷形式。
但在大功率方面的研究还很少，仅有原理样机方面的仿真。
（二）、开关磁阻电机的优缺点开关磁阻电机结构简单，性能优越，可靠性高，覆盖功率范围10W~5MW的各种高低速驱动调速系统。
使得开关磁阻电机在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用（电动车驱动、通用工业、家用电器、纺织机械、电力传动系统等各个领域）。
其结构简单，价格便宜，电机的转子没有绕阻和磁铁。
（1）转矩方向与电流方向无关，只需单方相绕阻电流，每相一个功率开关，功率电路简单可靠，可降低系统成本。
（2）易于实现各种再生制动能力。
（3）定子线圈嵌装容易，热耗大部分在定子，易于冷却，效率高，损耗小，允许有较大的温升。
（4）转子上没有电刷，结构坚固，适用于危险环境，控制灵活。
（5）调速范围宽，控制灵活并且输出效率很高。
（6）电机的绕组电流方向为单方向，控制电路简单，具有较高的经济性和可靠性，转子的转动惯量小，有较高转矩惯量比。
其主要缺点为转矩脉动大、需要根据转子与定子相对位置投励、必须与控制器一同使用才能稳速运行、主接线数随着相数的增多而大量增多。
（三）、基本内容功率变化器在 SRD中占的比重非常的大，因此合理的设计功率变换器是提高SRD性能跟价格的关键之一。
从功率变换器与电动机结构匹配、效率高，控制方便，结构简单、成本低的要求出发，一个理想的功率变换器应该具备如下条件：（1）最少数量的主开关器件；（2）基数相和偶数相的SR电机都适合用；（3）所有的电源电压都可以加到相绕阻上；（4）主开关器件的额定电压接近电动机额定电压；（5）相绕阻电流变化速度快；（6）通过主开关器件调制，能够有效的控制相电流；（7）绕阻磁链减少的同时能够将能量回馈给电源。
具备以上条件的电路有很多。
主要有每相只有一个主开关管的电路，据有最少数量主开关器件的功率变换电路。
3.1每相只有一个主开关管的电路每相只有一个主开关管的电路包括双绕阻功率变换器、采用分裂式直流电源的功率变换器、带储存电容的功率变换器和再生式SR电动机功率变换器。
双绕阻功率变换器要求SR电动机每相有一个二次绕阻与一次绕阻完全耦合器主开关器件装置的额定电压至少是电机绕阻额定值的两倍，因此未能用足主开关器件的额定电压，另一缺点是铜线的利用率低。
但是就逆变电路而言它是经济的。
采用分裂式直流电源的功率变换器这种功率变换器中电容量和电源电压的定额将显著增加。
为了保证三线电源两侧的负载相等，使上下臂各相工作电压相等，采用这种功率变换器方案只适用于偶数相的SR电机，这种方案对蓄电池供电系统是十分合适的。
带储存电容的功率变换器根据能量回馈电源的方法不同可以有如下几种方案：1、利用谐振回收能量2、利用阻尼回收能量3、利用斩波器回收能量。
其各有优缺点。
3.2具有最少数量主开关器件的功率变换器它是在不对称半桥电路的基础上发展起来的一种新的少主开关器件的功率变换电路它保留了桥式电路的所有优点但所用的每相主开关可以少于两个。
但是主开关的工作状态必须根据与其连接的所有相绕阻的电流来决定，所以必须提出对所有相电流独立控制的主开关器件策略，同时SR电机相绕阻接至功率变换器的方式必须加以限定。
电流检测电路用来检测定子绕组的电流大小，将其反馈到控制器中。
四相电机可以采取A/C、B/D共用一套电流传感器，SRM功率变化器输出的相电流是单向的，可以用电阻采样，直流电流互感器，霍尔元件采样，磁敏电阻采样。
位置检测的目的是确定转子定子的的相对位置，即要用绝对位置传感器检测定子的相对位置，然后将信号反馈到逻辑控制电路，以确定对应相绕阻。
通过电机四相绕阻的不同位置可以判断出转子的相对位子，从而达到检测转子相对位置的目的。
数字控制电路完成象限控制软起动等其他控制功能。
通过单片机能实现非常多的控制功能，灵活性好、智能性好，但它也是有缺点的，就是系统响应速度受到单片机速度的影响。
（四）、开关磁阻电动机的数学模型开关磁阻电动机控制参数多，数学模型十分复杂。
为了降低难度，对开关磁阻电动机采用简化、线性化或准线性化的分析方法，以便建立比较准确的开关磁阻电动机的数学模型。
考虑了电动机的磁路饱和、涡流、磁滞效应等非线性的所有因素，可以列出一个很精确的数学模型，但是计算复杂很难用于仿真分析。
因此，在建立开关磁阻电动机数学模型的时候，要在理论性和实用性上加以折中考虑。
为了简化分析，做出如下的假设: (1)主电路电源的直流电压Us恒定不变；(2)主开关器件为理想开关，即导通压降为零，关断时流过的电流为零；(3)忽略所有的功率消耗；(4)电动机各相参数对称，忽略相间互感；(5)在一个电流脉动周期内，认为转速恒定。
（五）、开关磁阻电机的应用作为一种新型调速驱动系统，开关磁阻电机愈来愈得到人们的认可和应用。
目前已成功应用于在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中。
下面介绍开关磁阻电机的一些应用实例。
5.1在电动车中的应用电动车是解决世界能源危机，环境污染等重大难题的理想交通工具，是21世纪的高科技产品之一。
目前电动摩托车和电动自行车的驱动电机主要有永磁有刷及永磁无刷两种，然而采用开关磁阻电机驱动有其独特的优势。
矩脉动大，噪声大，相对永磁电机而言，功率密度和效率偏低；要使用位置传感器，增加了结构复杂性，降低了可靠性这些是MRD的缺点。
5.2在食品加工机械中的应用在食品加工机械中，开关磁阻电机显现出其独特的优势：体积小、不烧电机、没有或只有小的齿轮减速比、电机外形设计灵活，适应性好、能够安全停机、速度离散可选或者连续可调、易实现特殊要求的机械特性。
开关磁阻电机结构、体积、特性上的优势非常明显，降低了电机成本，提高了产品的可靠性。
5.3在龙门刨床中的应用龙门刨床是机械行业的一种重要加工机械，其主传动系统的作用是带动工作台实现往返运行。
实践证明，开关磁阻电机的特性特别适合于频繁起制动和换相运行，换相过程起动电流小，只有额定电流的0.5倍，起、制动转矩可调，因而工艺符合要求。
轻型龙门刨床以往之所以取较低的速度是由于传动形式所限。
当开关磁阻电机能满足提升速度的条件下，再加上主机也允许，提升速度和切削能力是绝对合理的。
实验证明，将机床速度提高到40m/min以上，机床系统刚性满足，这样可以使刨床的生产效率提高一倍。
（六）、开关磁阻电机的发展趋势展望 1、数学模型的研究数学模型是控制理论应用的基础。
在以往的研过程中，人们已经提出了各种各样的开关磁阻电机的数学模。
近年来，多维系统辨识、小波模型、神经网建模等各种建模理论发展迅速。
SRM数学模型的研究也必定会得到快速发展。
我们相信在不久的将来结合各种现代建模理论的SRM非线性数学模型将被提出。
2、非线性控制理论、智能控制理论的应用。
近年来虽然些学者已将非线性控制理论和智能控制理论应用在SRM制系统中，由于控制理论所结合的控制策略还不完善，控制效果并不理想。
可以预见，未来一段时间各非线性控制理论、智能控制理论，将与控制策略的究同步进行，它们将以更加有效的途径应用于SRM系统中。
3、高性能SRM驱动系统的研究 SRM具有体积小、重量轻、转矩/惯量比小等优点。
但是，SRM的线性特性和转矩脉动难以抑制，使得以往SRM伺服驱动系统的研究进展较为缓慢。
随着转矩脉动抑制研究的进一步发展以及人们对SRM非线性本质认识的加深SRM在伺服驱动系统中应用的研究必定会得到空前的发展。
三、小结目前，人们已经提出线性、准线性、非线性等多SRM数学模型，在此基础上结合各种各样的消转矩脉动的控制策略，将线性控制理论、非线性控理论和智能控制理论应用于SRM的控制器设计，已经取得了丰硕的成果。
但是，在SRM 控制领域研究还远未到完善的程度，未来一段时间，SRM制技术将在数学模型、控制策略、控制理论应用以高性能驱动系统开发等方面，继续得到发展。
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