孙冠群

摘 要：开关磁阻电动机（Switched Reluctance Motor，SRM）转矩脉动问题一直是开关磁阻电动机调速控制（Switched Reluctance Driver， SRD）系统应用于高性能电动车辆驱动的瓶颈问题。基于此，介绍了一种利用改进型非支配排序遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm -Ⅱ，NSGA -Ⅱ）的SRM转矩脉动抑制方法。针对四相8/6极7.5 kW的SRM，以及角度位置控制方式、PI算法、电流和速度的常规双闭环调速控制系统，以转矩脉动最小化和速度脉动最小化为总目标，电流为约束条件，引入NSGA-Ⅱ，进行速度与电流各自的PI参数整定优化，和电机各绕组通电开关角的优化选择。通过仿真与试验证实所提方法具备一定的实际意义。

关键词：开关磁阻电动机；转矩脉动最小化；NSGA-Ⅱ；速度脉动最小化

中图分类号：TM352文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2016.01.08

Abstract：The problem of torque ripple of switched reluctance motor（SRM） has been a bottleneck for switched reluctance drive（SRD） systems. The paper introduced a method based on non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ（NSGA-Ⅱ）to minimize torque ripple. For four phase， 8/6-pole and 7.5 kW SRMs， with objectives of minimizing torque ripple and speed ripple， by taking current as the constraint， using NSGA-Ⅱ the paper optimized the parameters of PI gain and switching angles of motor windings. Finally， the certain practical significance of the proposed method is proved through simulations and experiments.

Keywords：switched reluctance motor； torque ripple minimization； non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ； speed ripple minimization

SRM在大中型电动车辆牵引中已有较为成熟的应用，但是，SRM的转矩脉动产生速度脉动、噪声、振动等三大缺点，一直是阻碍SRD系统用于更高性能、更普遍的电动轿车驱动的瓶颈。国内外就SRM转矩脉动抑制方法的研究很多[1-6]，但目前国内外较为成熟的SRD系统，还是多采用经典PID控制算法，但对转矩脉动抑制效果不佳。基于成熟的PI控制技术，通过对PI参数进行优化整定进而增进转矩脉动的抑制水平[7]，取得了一定的实际效果。其实，考虑到SRM运行时，其开通和关断的角度值会对转矩脉动量产生影响，固定角度的开关角也不利于电机效率指标和大范围工况运行的实际需求[8]。此外，速度的脉动虽然由来自于转矩脉动的因素而产生，但作为目标之一，速度脉动的抑制方法很少，其实这也是反向促进转矩脉动抑制的方式之一。……