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基于超螺旋算法的开关磁阻电机高性能调速控制参数优化方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-11-27 09:54:39
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 09:54:45
本发明公开了一种基于超螺旋算法的开关磁阻电机高性能调速控制参数优化方法，属于开关磁阻电机调速技术领域。其步骤为：构建优化对象与优化目标间的数学模型，根据数学模型构建多目标优化适应度函数；根据运行工况确定其变速与变加速的变化范围，在上述范围内等间距任取n组转速与加速度数据；采用改进徒步优化算法获得超螺旋控制的各最优控制参数；根据所得n组最优控制参数及电机转速与加速度数据，采用数值拟合方法最优控制参数与其转速及加速度间的函数关系式；根据函数关系式以及开关磁阻电机运行时的转速及加速度获得最优控制参数；根据最优控制参数控制开关磁阻电机运行，实现开关磁阻电机基于变加速模式下的全过程高性能调速控制。
技术层面设计了基于超螺旋观测器的负载转矩实时辨识系统，通过二阶滑模微分器准确估计系统状态变量。创新提出了参数自适应律，根据转速误差及其导数动态调整控制器增益，有效抑制抖振现象。建立了多目标优化函数，统筹考虑响应速度、超调量和稳态精度等性能指标。采用李雅普诺夫稳定性理论严格证明了闭环系统的有限时间收敛特性，确保控制性能的可靠性和稳定性。
该技术特别适用于数控机床、工业机器人等需要精密调速的自动化设备，在电动汽车驱动系统、航空航天伺服系统等高端领域潜力巨大。随着智能制造和工业4.0的推进，其在精密制造、自动化生产线等场景的需求将持续增长，预计将推动开关磁阻电机在高端调速应用市场的占有率显著提升。
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。
采用本优化方法可使系统调速精度提高40%，生产效率提升15%以上。通过优化运行状态降低电机损耗，能耗节约达10%-15%。提升我国在高端电机控制领域的核心竞争力，打破国外技术垄断。在装备制造业推广应用，可显著提升产品质量和竞争力，预计三年内带动相关产业链创造超30亿元产值。
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。
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