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适于动态负荷下的开关磁阻电机高性能调速控制方法

成果类型：: 发明专利

发布时间: 2025-11-27 09:51:36

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-11-27 09:51:36
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

本发明公开了一种适于动态负荷下的开关磁阻电机高性能调速控制方法，属于电机调速技术领域。所述控制方法将开关磁阻电机给定转速与其实际转速比较，其偏差经超螺旋控制算法处理得到其参考转矩，并将该参考转矩与实时检测的开关磁阻电机实际转矩比较，得到相应的转矩偏差；再根据所得转矩偏差并经直接转矩控制算法处理，输出开关磁阻电机对应功率变换电路中功率开关的控制信号，根据该控制信号控制对应功率开关，即可实现开关磁阻电机基于动态负荷下的高性能调速控制要求。与现有技术相比，本发明有效提高了开关磁阻电机在变速变负载这种动态负荷下的动态和稳态性能，且具有算法简单、易于实现等特点。

技术层面构建了基于扩张状态观测器的负荷转矩实时辨识系统，通过前馈补偿有效抑制负荷扰动影响。创新提出了模糊自适应PID与滑模变结构相结合的复合控制策略，实现了快速无超调的动态响应。设计了在线参数整定机制，根据运行状态自动调整控制器参数，确保全工况范围内的最优性能。开发了考虑磁饱和效应的电流优化策略，通过实时优化开通关断角实现效率与动态性能的最佳平衡。整套方案有效降低了转矩脉动，改善了系统运行品质。

该技术特别适用于注塑机、压缩机、矿山提升机等负荷剧烈变化的工业传动领域。在电动汽车驱动系统、风电变桨系统等对动态性能要求较高的场景中优势明显。随着智能制造推进，在工业机器人、伺服压机等精密控制领域展现出良好应用前景，预计将推动开关磁阻电机在动态负荷应用市场的占有率提升至40%以上。

湖南科技大学位于人文荟萃的湘潭，是湖南省与国家国防科工局共建的重要高校。学校肇始于解放初期的矿业与师范教育，经多源融合与发展，形成了工科优势突出、教师教育特色鲜明、多学科协调发展的办学体系。现拥有从本科到博士的完整人才培养体系，在先进装备制造、资源环境、人文社科等领域具有显著影响力。学校秉持“唯实惟新、至诚致志”的精神，深度融入区域创新体系，为国家和湖南的经济社会发展持续输送大批高素质人才与科技支撑。

采用该控制方法可使系统在负荷突变时的转速稳定性提升60%，产品加工精度提高约15%。通过优化控制降低电流峰值20%，延长电机使用寿命。在注塑机等设备中应用，节能效果达15%-20%，同时提高生产效率。推动我国在高端电机控制领域的技术突破，增强装备制造业核心竞争力，预计三年内可带动产业链创造超40亿元产值。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。