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电动叉车用开关磁阻电机控制系统研究与实现
电动叉车是物流行业中广泛使用的一种重要设备，其可靠性和效率对于物流作业的顺利进行至关重要。其中控制系统作为电动叉车的关键部件之一，对电动叉车的性能和安全性有着直接的影响。
而在控制系统中，电机控制又是关键所在。传统电动叉车多采用直流电机，但近年来随着开关磁阻电机依靠其先进的控制技术和高效的结构逐渐得到应用，成为了叉车控制系统的研究热点之一。
本文将就电动叉车用开关磁阻电机控制系统进行深入研究，并探讨实现该控制系统的方法和存在的问题。
一、开关磁阻电机的原理
开关磁阻电机，英文缩写SRM，是一种利用磁场开关切换气隙中的磁阻把外部电能转换成机械能的电机，其特点是无需磁铁励磁，是真正意义上的无铁心电机。开关磁阻电机可以按照电磁结构的不同分为对称型和非对称型两类。
对称型结构的开关磁阻电机，气隙中铁心两端的相对位置相同，相邻的驱动绕组通电极性也相同。非对称型结构则相反，一般认为非对称型开关磁阻电机具有更优秀的特性。在驱动方式上，开关磁阻电机可以采用同步电机控制方式和步进电机控制方式。
开关磁阻电机的控制可以通过对其相序和PWM调制进行控制实现。
二、控制系统研究
电动叉车用开关磁阻电机控制系统的研究可以分为三个方面：控制策略、数学模型建立和控制器设计。其中，数学模型的建立是控制策略和控制器设计的基础。
1.数学模型建立
对于非对称结构的开关磁阻电机，可以通过等效原理建立其数学模型，其中包括电磁转矩计算、电流方程式、电感和磁阻的计算以及恒电流控制等，可由电机基本参数如齿数、磁链、气隙等计算得出。同时建立好的数学模型还可用于模拟仿真，进而对控制策略进行验证和优化。
2.控制策略
控制策略包括开环控制和闭环控制。开环控制适用于低负载运行，其优点是简单、容易实现，但无法控制电机的转矩和速度，使得电机的性能表现出现不稳定和能量利用低等问题。闭环控制通过在电动叉车的运行中反馈电机的实际运行情况，对电机进行精确控制，使电机具有良好的转矩和速度调节性能，其缺点则是较为复杂。
3.控制器设计
实际上，电动叉车中的开关磁阻电机控制系统需要配备一个专门的控制器，该控制器可以较快捷地对电机的驱动和控制进行响应，并实现对电机的各项参数监控。同时，控制器还应该具备一定的安全保护功能，如过载保护和功率限制等。
三、实现方法和问题
电动叉车用开关磁阻电机控制系统的实现方法有两种：一种是通过软件实现；另一种则是采用FPGA进行实现。
采用软件实现主要包括编写基于模拟控制器的C语言程序和使用MATLAB/Simulink进行仿真模拟，而使用FPGA则可以有效提升系统的效率，即时性和可靠性。但无论采用何种实现方法，系统实现过程中都存在一些问题，例如：
1.信号干扰问题。由于电动叉车用途及所处环境恶劣，会受到很多来自外饰环境的雨、电波等信号干扰，导致系统工作受到影响。
2.参数不精确。由于电机和驱动电路参数存在一定的误差，使得实际电机运行中其控制效果与预计相差较大，这也会影响系统的性能。
3.系统可靠性问题。在电动叉车的使用过程中，需要保证控制系统的可靠性，以避免因控制系统出现故障而造成生产线的停机，影响生产效率。
四、结论
本文主要针对电动叉车用开关磁阻电机控制系统进行深入研究，探讨了该控制系统核心技术及其存在的问题。在未来的应用中，应该加强对电动叉车用开关磁阻电机控制系统的研究，以进一步提高其控制精度、系统可靠性和安全性，实现其在自动化物流领域的广泛应用。