【正文】 n+1），而不需要其它信息，也就是說(shuō)它能夠自啟動(dòng)，這樣的方法我們稱(chēng)為單步法。如果精 度要求高，可采用漢明（ Hamming）法。它之所以廣泛用于仿真上，還有不可忽視的優(yōu)點(diǎn)：編程容易．改變步長(zhǎng)方便、穩(wěn)定性好。 2 定步長(zhǎng)解法 ode5：定步長(zhǎng)的 ode45解法； ode4：四 階 Runge— Kutta算法； ode3：定步長(zhǎng)的 ode23算法； ode1：歐拉法。轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)也存在波動(dòng)。 后，電機(jī)運(yùn)行狀 態(tài)達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)。 論文所做的工作包括： （ 1）詳細(xì)分析研究了異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)定子磁鏈控制理論也做了研究，并且做了總結(jié)，為實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制做好理論基礎(chǔ)。 最后向所有的老師和同學(xué)表示感謝，感謝他們陪伴的四年，感謝他們的教導(dǎo)和幫助，使我可以完成學(xué)業(yè)。在此對(duì)司老師表示崇高的敬意和真摯的感謝。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到平衡，三相 電流幅值降低，轉(zhuǎn)矩幅值降低，并且隨著轉(zhuǎn)速的平衡也達(dá)到平衡狀態(tài)。通過(guò)改變 磁鏈滯環(huán)容差， 使得 磁鏈脈動(dòng)減小，磁鏈軌跡近似為圓形， 隨著磁鏈滯環(huán)容差的減小 ，三相電流 、轉(zhuǎn)矩 的 脈動(dòng)也隨之 降低， 穩(wěn)態(tài)后 轉(zhuǎn)速平滑性好。仿真波形如下圖示： 圖 45 磁鏈軌跡 圖 46 三相電流波形 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 25 圖 47 轉(zhuǎn)矩波形 圖 48 轉(zhuǎn)速波形 由仿真圖像可知， 在電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，在 PI調(diào)節(jié)器作用下，對(duì)三相電流、轉(zhuǎn)矩起到放大作用，使轉(zhuǎn)速迅速提高。如果模型全部是離散的，定步長(zhǎng)和變步長(zhǎng)都采用 Discrete算法，如果含有連續(xù)狀態(tài)．對(duì)于定步長(zhǎng)和變步長(zhǎng)供選擇的算法是不同的，下面將其中常用的算法簡(jiǎn)要說(shuō)明一下。最常用的是四階龍格 — 庫(kù)塔法，它雖然有一定的時(shí)間損耗。 （ 3） 預(yù)估一校正法：預(yù)估一校正法是先用 一 顯式公式估計(jì)一個(gè)初值，然后再用隱式公式進(jìn)行迭代運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)校正，它可以避免隱式中的大量迭代運(yùn)算。 可以 在 MATLAB的命令窗口直接鍵入 Powerlib。 MATLAB 可以完成以下工作： （ 1） 數(shù)值分析 （ 2） 數(shù)值和符號(hào)計(jì)算 （ 3） 工程與科學(xué)繪圖 （ 4） 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 （ 5） 數(shù)字圖像處理 技術(shù) （ 6） 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù) （ 7） 通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 （ 8） 財(cái)務(wù)與金融工程 SIMULINK是 MATLAB中的一種可視化仿真工具，是一種基于 MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模 、仿真和分析的一個(gè) 軟件包 ，被廣泛應(yīng)用于 線(xiàn)性系統(tǒng) 、非線(xiàn)性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。 容差為 m?? ， 調(diào)節(jié)器采用離散的亮點(diǎn)式調(diào)節(jié)方式。 磁鏈調(diào)節(jié)過(guò)程是通過(guò)磁鏈電壓完成，磁鏈電壓為定子電壓空間矢量，目的在于區(qū)別轉(zhuǎn)矩電壓，作用在于增大定子磁鏈幅值。 （ 3）迅速 減小轉(zhuǎn)矩：施加有效反向電壓空間矢量，定子磁鏈會(huì)進(jìn)行反方向旋轉(zhuǎn)，磁通角迅速減小，使得轉(zhuǎn)矩也迅速減小。插入零矢量后，定子磁鏈靜止，由于零矢量的插入，使得旋轉(zhuǎn)速 度變慢，在這期間保持電壓空間矢量作用時(shí)間不變，定子磁鏈幅值不變，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)恒磁通調(diào)速，即實(shí)現(xiàn)了恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。此外 ni? 模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，角速度 ? 的測(cè)量誤差對(duì)模型影響很大，故需要精密的測(cè)量角速度 ? 。故 iu? 模型在30%額定轉(zhuǎn)速以上時(shí)，能夠非常準(zhǔn)確的確定定子磁鏈，并且仍要注意溫度對(duì)電阻的影響。對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是 011— 001— 101— 100— 110— 010。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 9 表 21 逆變器的 8種開(kāi)關(guān)狀態(tài) 狀態(tài) 0 1 2 3 4 5 6 7 aS bS cS 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 對(duì)應(yīng)于逆變器的 8 種開(kāi)關(guān)狀態(tài)，對(duì)外部負(fù)載來(lái)說(shuō)，逆變器輸出 7種不同的電壓狀態(tài)。 該效電路等效電路 是在正交定子坐標(biāo)系上描述異步電動(dòng)機(jī)的 ， 下圖為異步 電動(dòng)機(jī)空間矢量等 電 效電路。 ????????????????????caBA??????bC =????????????????????ccbcacCcBcAbcbbabCbBbAacaba aCaBaACcCbCaCCBCABcBbBaBCBBAacAbAaACABA L M M　M MM M L M M MM M M L M MM M M M L MM M M M M LM M M M M M L????????????????????cbaCBAiiiiii （ 22） 式中 ； AL 、 BL 、 CL 、 a L 、 bL 、 cL — 各相 定子、轉(zhuǎn)子 自感，電磁矩陣中其他元素為定子、轉(zhuǎn)子或定轉(zhuǎn)子見(jiàn)的互感。通過(guò)改變控制系統(tǒng)中直接影響電動(dòng)機(jī)性能的轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器和磁鏈滯環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)，通過(guò)仿真得到仿真圖，對(duì)仿真進(jìn)行分析，驗(yàn)證直接轉(zhuǎn)矩控制方法的有效性和可靠性 。 （ 3）直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)形成 PWM 脈沖是以產(chǎn)生圓形氣隙磁場(chǎng)為目的，通過(guò)優(yōu)選主回路中電壓型逆變器開(kāi)關(guān)切換時(shí)間，使磁場(chǎng)近似圓形， 使電機(jī)的諧波損耗、溫升、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和噪聲降低。采用軟件開(kāi)關(guān)式逆變器，其開(kāi)關(guān)頻率可以達(dá)到幾十個(gè)千 Hz，它著眼于超大功率傳動(dòng)問(wèn)題。 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀 1985 年，德國(guó)人 提出了直接轉(zhuǎn)矩控制理論，在實(shí)現(xiàn)磁鏈的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)直接轉(zhuǎn)矩的控制。脈寬調(diào)制（ PWM）技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用使得變頻裝置的性能的到優(yōu)化，適 用于各類(lèi)交流調(diào)速系統(tǒng)。 但是，由于直流電動(dòng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)存在機(jī)械換向和電刷，使得直流調(diào)速的發(fā)展受到一定的限制。 本 文 介紹了 異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制 的基 本 原理 和系統(tǒng)的基本構(gòu)成 ， 利用 MATLAB/SIMULINK 工具 ，構(gòu)建了異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的 仿真模型 。 關(guān)鍵詞 ： 異步電機(jī)， 直接轉(zhuǎn)矩控制 ，磁鏈，仿真 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) ii ABSTRACT The Direct Torque Control(DTC)following the Vector Control is a new type and highperformance technology. Compare with Vector Control Which has plicated coordinate transformation and strong dependency of parameters, the DTC technique of induction motors is known to have a simple control structure,fast torque responses and easy to implement. The basic principle and structure of DTC have been intoduced. Using Matlab/Simulink build the DTC simulation system modle. Using the method of Park vector. The signal of PWM is bulit by dint of the discrete bandband adjustment in order to control optimally the state of the switches of inverter and get dynamic and static response of the optimal system. Controling the motor by changing the parameters of flux chain hysteresis regulartor and torque hydteresis regular to achieve and analysing the chart by simulating to confirmation the validity and reliability of DTC. Keywords: Asynchronous Motor， Direct Torque Control， Flux link， Simulation 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) I 目 錄 摘 要 ........................................................i ABSTRACT .....................................................ii 1 緒論 ........................................................1 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的發(fā)展和現(xiàn)狀 ............................. 1 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) ...................... 2 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀 ...................... 2 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) .......................... 3 論文工作內(nèi)容 .......................................... 4 2 直接 轉(zhuǎn)矩控制機(jī)理分析 ........................................5 概述 .................................................. 5 異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型 .................................... 5 異步電動(dòng)機(jī)理想數(shù)學(xué)方程 .......................... 5 異步電動(dòng)機(jī)空間矢量等效電路 ....................... 7 逆變器的輸出電壓狀態(tài)及電壓空間矢量 .................... 8 逆變器輸出電壓狀態(tài) .............................. 8 電壓空間矢量 .................................... 9 異步電動(dòng)機(jī)磁鏈模型 .................................... 10 電壓空間矢量對(duì)電動(dòng)機(jī)定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響 ............. 12 電壓空間矢量對(duì)定子磁鏈影響 ..................... 12 電壓空間矢量對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響 .............