基于1.5kW开关磁阻电机的实验

为了验证协同优化方法的有效性，本节在12/8 1.5kW开关磁阻电机实验平台上进行了实验（见图5.13）。非恒电流控制模式下的参考电流是随位置变化的，为了达到准确控制电流的目的，实验中用预测电流控制方法（第8章将详细介绍）来控制电流波形。

图5.13　实验测试平台

控制系统的结构如图5.14所示，电流的优化结果提前存储在控制器中，由于电流追踪误差、摩擦等因素的影响，优化的电流波形的实际转矩可能存在偏差，为了保证转速的准确性，控制器设置补偿机制，根据速度误差计算补偿参数，补偿参数是对优化电流波形的缩放比例。实验的设定速度为1 500 r/min，负载转矩为3 N·m。

图5.14　控制系统的结构

在实验过程中，对相电流、转矩和振动信号进行实时记录。四种模式下的实验结果分别如图5.15～图5.18所示。

图5.15　RFOM模式的实验结果

（a）电流随时间的变化；（b）转矩随时间的变化；（c）振动幅值随频率的变化。(www.xing528.com)

图5.16　TROM模式的实验结果

（a）电流随时间的变化；（b）转矩随时间的变化；（c）振动幅值随频率的变化。

图5.17　RCOM模式的实验结果

（a）电流随时间的变化；（b）转矩随时间的变化；（c）振动幅值随频率的变化。

图5.18　EM模式的实验结果

（a）电流随时间的变化；（b）转矩随时间的变化；（c）振动幅值随频率的变化。

通过实验对比可以看出：在TROM模式下的转矩脉动最小，为0.65 N·m；在RFOM模式下的振动幅值最小，为0.046 m/s2；在RCOM模式下的RMS电流最小，为1.76 A；EM模式下三个性能指标比较均衡。协同优化方法有效地兼顾了各性能指标，避免了在优化单一目标时对其他指标造成影响，同时通过影响因子的设定可以调节对不同指标的偏好。