【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真 燕 山 大 學 2021 年 6 月 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真 學 院： 里仁學院 專 業(yè)： 自動化專業(yè) 學生 姓名： 學 號： 101203011031 指導 教師： 吳忠強 答辯 日期： 2021 年 6 月 燕山大學畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學院：電氣工程學院 系級教學單位：自動化 學 號 101203011031 學生 姓名 專 業(yè) 班 級 過程控制 101 題 目 題目名稱 PMSM 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真 題目性質(zhì) ：工程設(shè)計 （ ）；工程技術(shù)實驗研究型（ ）； 理論研究型（ ）；計算機軟件型（ √ ）；綜合型（ ） （ ）； （ ）； （ ） 題目類型 （ √ ） （ ） 題目來源 科研課題 （ ） 生產(chǎn)實際 （ ） 自選題目 （ √ ） 主 要 內(nèi) 容 1． 按電氣工程學院本科生學位論文撰寫規(guī)范的要求完成設(shè)計 說明書一份（不少于 萬字）， A0 圖紙。 2． 說明書及插圖一律打印，要求條理清晰、文筆流暢、圖形及文字符號符合國家現(xiàn)行標準。 3．按學院指定的地點進行設(shè)計，嚴格按照進度計劃完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。 基 本 要 求 1． 按電氣工程學院本科生學位論文撰寫規(guī)范的要求完成設(shè)計說明書一份（不少于 萬字）， A0 圖紙。 2． 說明書及插圖一律打印，要求條理清晰、文筆流暢、圖形及文字符號符合國家現(xiàn)行標準。 3．按學院指定的地點進行設(shè)計，嚴格按照進度計劃完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。 參 考 資 料 1． PMSM 相關(guān)書籍。 2． MATLAB 相關(guān)書籍。 周 次 第 1～ 2 周 第 3～ 7 周 第 8～ 10 周 第 11～ 15 周 第 16 ～ 17 周 應(yīng) 完 成 的 內(nèi) 容 查閱并消化理解資料，找出主要問題，確定主電路拓撲 了解工作原理，芯片的使用要求和基本使用方式，設(shè)計、計算電路有關(guān)參數(shù)。 利用仿真軟件進行局部電路的仿真。給出全部工程圖紙和元器件表。 撰寫論文 畫圖、準備答辯 指導教師：吳忠強 職稱： 教授 年 月 日 系級教學單位審批： 年 月 日 摘要 I 摘要 直接轉(zhuǎn)矩控制（ DTC）是近年來應(yīng)用比較廣泛的一種控制策略。它是在空間矢量調(diào)速理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型交流電動機調(diào)速策略，其基本思想是根據(jù)交流電動機的轉(zhuǎn)矩要求，直接選擇合適的定子電壓空間矢量，實現(xiàn)交流電動機電磁轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)。由于直接在定子兩相靜止坐標系統(tǒng)下分析交流電動機的數(shù)學模型，將定子磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩作為被控制量，根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩與實際轉(zhuǎn)矩以及給定定子磁鏈與實際定子磁鏈的偏差來直接選擇電壓矢量 ,從而避免了矢量控制中許多復雜的矢量變換計算。它的優(yōu)點包括控制原理直觀明了，操作簡單快捷，具有良好的轉(zhuǎn)矩響 應(yīng)性。而另一方面，永磁同步電機因為其運行的可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單，所以在交流伺服電機中所處的地位越來越高。基于這一發(fā)展趨勢，本文重點研究了把直接轉(zhuǎn)矩控制應(yīng)用在永磁同步電機上的控制效果。為了更好地分析永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制，本文介紹了直接轉(zhuǎn)矩控制的原理和它的優(yōu)缺點，還有永磁同步電機的分類、結(jié)構(gòu)及其在不同坐標系下的數(shù)學模型。然后借助 MATLAB 中的 Simulink功能，搭建永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的模型，對仿真結(jié)果進行分析歸納，最后得出結(jié)論。結(jié)論表明，永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制具有較好的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，基本能實現(xiàn)對永 磁同步電機的快速可靠的控制，但是低速性能不佳，得不到快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。這就確定了改善永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制在低速時候的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)將成為今后的發(fā)展趨勢。 由于電機轉(zhuǎn)矩和磁鏈的計算對控制系統(tǒng)性能影響較大，為了獲得滿意的轉(zhuǎn)矩計算，仿真研究是最有效的工具和手段。本文中利用 MATLAB 軟件下的 Simulink 仿真工具對 PMSM DTC 系統(tǒng)進行仿真；同時還詳細地介紹了DTC 系統(tǒng)中各控制計算單元的模型的建立，并分析控制系統(tǒng)的性能。 關(guān)鍵詞 直接轉(zhuǎn)矩控制；永磁同步電機；仿真 燕山大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract Direct torque control (DTC) is a control strategy is used widely in recent years. It is a new type of AC motor speed control strategy is developed based on the theory of space vector control, the basic idea is based on the torque of AC motor direct requirements, select the appropriate stator voltage space vector, fast response electromag torque of AC mathematical model of AC motor stator directly in twophase stationary coordinate system, the stator flux and the electromagictorque is the controlled variable, according to the given torque and actual torque and stator flux and the actual deviation given stator fluxdirectly to the selected voltage vector, which avoids many plicated vector transform in vector control calculation. Its advantages include thecontrol principle is intuitive, simple and quick operation, good torqueresponse.. In order to analyze the direct torque control of permanent mag synchronous motor, this paper introduces the principle of direct torque control and its advantages and disadvantages,and the permanent mag synchronous motor and its classification,structure in different coordinate system of the mathematical model. Because the calculation of motor torque and flux has a great effect onthe performance of the control system, in order to torque and obtain satisfied results, simulation is the most effective tool and means. The simulation of the PMSM DTC system by using Simulink simulation toolMATLAB software in this paper。 at the same time also introduces in detailthe DTC system in the control of cell model, and analyze the performance of the control system. Keywords PMSM , DTC , Simulation III 目 錄 摘要 ........................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................................. II 第 1章 緒論 ..........................................................................................................1 課題背景 .................................................................................................1 相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展情況 .............................................................................2 研究的主要內(nèi)容 .....................................................................................3 第 2章 直接轉(zhuǎn)矩控制概述 ................................................................................4 交流伺服電機控制策略分類 .................................................................4 直接轉(zhuǎn)矩控制原理 .................................................................................6 直接轉(zhuǎn)矩控制 的發(fā)展方向 .....................................................................6 章節(jié)小結(jié) .................................................................................................8 第 3章 永磁同步電機概述 ..................................................................................9 永磁同步電機的分類 .............................................................................9 永磁同步電機的結(jié)構(gòu) .............................................................................9 永磁同步電機的數(shù)學模型 ................................................................... 11 坐標變換原理 .......................................................................................15 本章小結(jié) ................................................