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　　開關(guān)磁阻電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、成本低、速度范圍寬、調(diào)速性能優(yōu)良、低速高轉(zhuǎn)矩、容錯(cuò)性能好等諸多特點(diǎn)，它結(jié)合了交流傳動(dòng)系統(tǒng)和直流傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，已成為目前電氣傳動(dòng)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。開關(guān)磁阻電機(jī)由于其自身的特點(diǎn)，可以在各種復(fù)雜環(huán)境和高速應(yīng)用場(chǎng)合下運(yùn)行。

　　隨著能源危機(jī)和大力提倡新能源，電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的發(fā)展越來(lái)越好，而車載開關(guān)磁阻電機(jī)的應(yīng)用近年來(lái)也得到了眾多研究者的關(guān)注。本書主要從電動(dòng)汽車和啟動(dòng)／發(fā)電汽車的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，從車用開關(guān)磁阻電機(jī)的仿真模型、新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、啟動(dòng)性能、發(fā)電性能、助力性能等方面進(jìn)行介紹。

　　仿真模型方面。開關(guān)磁阻電機(jī)由于其相電流的脈沖性與鐵芯磁通密度的局部高飽性等特點(diǎn)，是一個(gè)嚴(yán)重非線性的系統(tǒng)，無(wú)法得到精確的數(shù)學(xué)模型。本書基于開關(guān)磁阻電機(jī)的有限元電磁特性數(shù)據(jù)，利用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行了非線性仿真建模，為系統(tǒng)性能的優(yōu)化和控制策略的測(cè)試奠定了基礎(chǔ)。

　　新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面。分析了不對(duì)稱半橋變換器的運(yùn)行模式和優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了電動(dòng)車用開關(guān)磁阻電機(jī)雙母線驅(qū)動(dòng)拓?fù)�，該拓�(fù)淇梢酝ㄟ^(guò)控制前端供電設(shè)備和開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)多種工作模式的切換，包括發(fā)電機(jī)供電模式、電池供電模式、雙電源供電模式、制動(dòng)回饋模式和靜止充電模式。同時(shí)分析了各種工作模式下，開關(guān)磁阻電機(jī)勵(lì)磁、環(huán)流以及續(xù)流狀態(tài)時(shí)的相電流和相電壓情況。與不對(duì)稱半橋變換器相比，雙母線變換器有更多的工作模式，更高的勵(lì)磁和續(xù)流電壓，更寬的調(diào)速范圍和更高的輸出功率。

　　啟動(dòng)性能方面。首先對(duì)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)特性、啟動(dòng)容量、啟動(dòng)時(shí)間、啟動(dòng)方式、啟動(dòng)死區(qū)進(jìn)行了對(duì)比分析。對(duì)不同轉(zhuǎn)速下，電壓PWM（Pulse Width Modulation）控制的主開關(guān)器件的開通角和關(guān)斷角進(jìn)行了基于啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小兩種情況下的角度優(yōu)化，得出了最優(yōu)角度。然后在分析啟動(dòng)初始電壓PWM占空比對(duì)啟動(dòng)性能影響的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于模糊控制的自適應(yīng)初始電壓PWM占空比估測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的軟啟動(dòng)。最后采用滑模PI（Proportional Integral）控制算法分別對(duì)轉(zhuǎn)矩最大啟動(dòng)和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小啟動(dòng)進(jìn)行了啟動(dòng)控制策略設(shè)計(jì)，并利用開關(guān)磁阻啟動(dòng)／發(fā)電一體化仿真模型和樣機(jī)平臺(tái)，對(duì)上面所設(shè)計(jì)的啟動(dòng)方案進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

　　發(fā)電性能方面。根據(jù)汽車發(fā)電機(jī)發(fā)電性能的標(biāo)準(zhǔn)，首先，對(duì)開關(guān)磁阻發(fā)電原理和磁鏈方式進(jìn)行了分析，并根據(jù)應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)了可切換勵(lì)磁模式功率變換器主電路。然后，對(duì)開關(guān)磁阻發(fā)電時(shí)的主開關(guān)器件開通角和關(guān)斷角進(jìn)行了發(fā)電輸出功率最大和發(fā)電效率最優(yōu)的角度優(yōu)化，分別得出了兩者的優(yōu)化角度，并綜合考慮兩種方案得出最優(yōu)開通角和關(guān)斷角。然后分別采用內(nèi)模PI控制策略和單神經(jīng)元PI控制策略對(duì)開關(guān)磁阻發(fā)電電壓閉環(huán)控制進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后，采用一體化仿真模型和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)設(shè)計(jì)的兩種發(fā)電控制策略和單純PI控制策略在發(fā)電建壓、用電負(fù)載擾動(dòng)、轉(zhuǎn)速變化擾動(dòng)、繞組電阻變化等多種情況下進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

　　助力性能方面。根據(jù)車輛助力控制系統(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩多變、給定轉(zhuǎn)速多變的特點(diǎn)，將自抗擾控制方法引入開關(guān)磁阻助力控制系統(tǒng)中。首先介紹了自抗擾控制方法的基本原理，利用該方法設(shè)計(jì)了基于自抗擾控制的開關(guān)磁阻助力轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。然后采用一體化仿真模型和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)設(shè)計(jì)的開關(guān)磁阻助力控制系統(tǒng)進(jìn)行了啟動(dòng)、轉(zhuǎn)速抗干擾、模型參數(shù)變化和轉(zhuǎn)速跟隨性能的仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示了自抗擾控制器的優(yōu)良性能。

　　全書共6章，第1章介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)的概況；第2章介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)的基本原理及仿真模型研究；第3章介紹了啟動(dòng)／發(fā)電系統(tǒng)變換器拓?fù)溲芯浚坏?章介紹了啟動(dòng)／發(fā)電系統(tǒng)啟動(dòng)性能研究；第5章介紹了啟動(dòng)／發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電性能研究；第6章介紹了啟動(dòng)／發(fā)電系統(tǒng)助力性能研究。

　　感謝陳昊教授、于東升教授為本書的科研項(xiàng)目提供的幫助和指導(dǎo)，池飛飛、崔明亮、吳寧、龔毅、張文遠(yuǎn)、姜智愷等對(duì)本書撰寫工作做出的貢獻(xiàn)。

　　由于作者水平有限，加上時(shí)間倉(cāng)促，缺點(diǎn)、錯(cuò)誤之處在所難免，熱忱歡迎廣大讀者批評(píng)指正。