【正文】 r,Ls,Lr,Lm)。 = 3。 str= []。 sys(3)=x(1)。 Case {2,4,9}, Otherwise Error([’Unhandled flag=’,num2str(flag)]) 。 str=[]: ts=[1 0] fuion sys=mdlOutPuts(u) faial=u(l)/2+sqrt(3)*u(2)/2。 sys(2)=abs(sqrt(u(l)*u(1)+u(2)*u(2)))。 =0。2 。 fuion sys=md1outputs(t， x， u) Ktable=[2， 1， 3， 4， 6， 5:0， 0， 7， 0， 7， 7:1， 4， 5， 2， 3， 6:6， 3， 2， l， 4， l:7， 7，0， 7， 0， 6， 4， 3， 1， 2:]: KSa=[l，一 l，一 1，一 1， 1， 1， 1， l]: KSb=[一 l，一 1， 1， l，一 1，一 l， 1， l]: KSe=[一 l， l，一 1， l，一 1， l，一 l， l]: m=3*u(2)+u(3)+l。 異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真 參數(shù)與 結(jié)果 仿真電機(jī)參數(shù)如下 :額定功率為 ，額定電壓為 380V，額定轉(zhuǎn)速為 1500r/min。同時(shí)轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)從波形上看頻率很高，對(duì)轉(zhuǎn)矩變化跟隨比較好。直接轉(zhuǎn)矩控制中定子電阻的觀測(cè)、無速度傳感器理論、電壓矢量細(xì)化等研究的不斷深入，與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等新技術(shù)的融合，以及研究將直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)應(yīng)用于同步電機(jī)的趨勢(shì)，使得直接轉(zhuǎn)矩控制在理論上日趨成熟。老師在我這幾個(gè)月的時(shí)間里提出了很多具有指導(dǎo)性的意見，使我受益匪淺。s magic flux and torque based on the measured voltage and current of the motor. Method Stator flux linkage is estimated by integrating the stator voltages. Torque is estimated as a cross product of estimated stator flux linkage vector and measured motor current vector. The estimated flux magnitude and torque are then pared with their reference values. If either the estimated flux or torque deviates from the reference more than allowed tolerance, the transistors of the variable frequency drive are turned off and on in such a way that the flux and torque will return in their tolerance bands as fast as possible. Thus direct torque control is one form of the hysteresis or bangbang control. This control method implies the following properties of the control: ? Torque and flux can be changed very fast by changing the references ? High efficiency amp。回首來路，唯心存感激 本文在方俊初老師的精心指導(dǎo)下完成的。我利用 Matlab 軟件對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了直接轉(zhuǎn) 矩控制理論的正確性。M，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 0N*M，給定直流電壓為 308V；給定磁鏈容差為 ，給定轉(zhuǎn)矩容差為 *M。 sys(2)=Sb 。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 str=[] 。 sys=[0 。 otherwise error([’Unhandledflag=’， numZstr(flag)]) 。 else Scl=l。 sys=simsizes(sizes)。磁鏈當(dāng)前所在扇區(qū)判定選用 simulink 的 s 一 Fuion 來實(shí)現(xiàn)。 function sys=mdloutputs(t,x,u,Rs,Rr,Ls,Lr,Lm) sys(1)=u(1)。0。 = 4。 [sys,x0,str,ts]=motor 1(t,x,u,flag,Rs,Rr,Ls,Lr,Lm) %輸入 :Uds, Uqs, Wr %輸出 :Uds, Ids, Uqs, IQs, Te %state variable: Ids, Iqs, Idr, Iqr %outputs: Uds, Uqs Switch flag, Case 0 [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes (Rs, Rr, Ls, Lr, Lm)。 張偉：直接轉(zhuǎn)矩控 制的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 22 動(dòng)態(tài)仿真工具 Simulink Simulink 是 MATLAB 的一個(gè)應(yīng)用工具箱，它用來對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件包。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計(jì)算中的最新研究成果，而前經(jīng)過了各種優(yōu)化和容錯(cuò)處理。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 MATLAB 特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) MATLAB 特點(diǎn)： 此高級(jí)語言可用于技術(shù)計(jì)算 此開發(fā)環(huán)境可對(duì)代碼、文件和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理 交互式工具可以按迭代的方式探查、設(shè)計(jì)及求解問題 數(shù)學(xué)函數(shù)可用于 線性代數(shù) 、統(tǒng)計(jì)、傅立葉分析、篩選、優(yōu)化以及數(shù)值積分等 二維和三維圖形函數(shù)可用于可視化數(shù)據(jù) 各種工具可用于構(gòu)建自定義的圖形用戶界面 各種函數(shù)可將基于 MATLAB 的算法與外部應(yīng)用程序和語言（如 C、 C++、 Fortran、Java、 COM 以及 Microsoft Excel）集成 不支持大寫輸入，內(nèi)核僅僅支持小寫 MATLAB 優(yōu)勢(shì)： （ 1）簡單易用的程序語言 MATLAB 是一個(gè)高級(jí)的矩陣 /陣列語言，它包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。 繪圖，能繪制多種坐標(biāo)系的圖形。 MATLAB 環(huán)境是由美國 New Mexico 大學(xué)的 Clever Moler 于 1980 年開始開發(fā)的，1984 年由 Clever Moler 等人創(chuàng)立的 MathWorks 公司推出了第一各商業(yè)版本。 在弱磁范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的輸出由轉(zhuǎn)矩給定值變?yōu)楣β式o定值，借以控制功率調(diào)節(jié)器進(jìn)行弱磁范圍的功率調(diào)節(jié)。二是電機(jī)轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，不是靠工作電壓和零狀態(tài)電壓交替工作從把轉(zhuǎn)矩限制在容差內(nèi)的方 法，而是靠六邊形磁鏈給定值的動(dòng)態(tài)變化調(diào)節(jié)的方法。磁鏈自控制環(huán)節(jié)給出正確的區(qū)段。這個(gè)范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)方案是典型的 DSR 控制的轉(zhuǎn)速范圍。 三 .轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器的多功能的協(xié)調(diào)工作。因?yàn)橹挥羞M(jìn)行必要的分析才能對(duì)異步電動(dòng)機(jī)在不同的速度下運(yùn)行存在的問題進(jìn)行有目的的改進(jìn)。 若從 1t 時(shí)刻考察到 2t 時(shí)刻，若此時(shí)給出的定子電壓空間矢量為零電壓空間矢量，則定子磁鏈空間矢量的位置 1()st? 保持靜止不動(dòng)，而轉(zhuǎn)子磁鏈空間矢量卻繼續(xù)以定子頻率的平均速度旋轉(zhuǎn)，從而磁通角將減小，轉(zhuǎn)矩因磁通角的減小變小。 (2)當(dāng)施加落后于當(dāng)前定子磁通的電壓矢量，使得 0Teddt? 時(shí)，轉(zhuǎn)矩減小。施加零電壓矢量的時(shí)候，則定子磁鏈就會(huì)相應(yīng)的停止運(yùn)動(dòng)。綜合考慮轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器輸出，如果需要 s?作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，可選擇電壓矢量 34UU或 。 ( ( ) ( ) ) ( ) ( ) ( ( ) , ( ) ) ( ) ( ) ()s i n s i nt t t t t t t te m s s m s r s s m s r tT K K K? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??（ 33） 在實(shí)際運(yùn)行中要確保要保證定子磁鏈?zhǔn)噶康姆禐槎ㄖ?，使電?dòng)機(jī)的鐵芯得到充分的利用；轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶康姆涤呻妱?dòng)機(jī)帶動(dòng)的負(fù)載決定。當(dāng) s ?????? 時(shí)0F?? ，此時(shí)選擇擇電壓矢量使得 ||s? 減小 。因此，通過速度調(diào)節(jié)器能獲得理想中的轉(zhuǎn)矩值，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)是建立在靜止定子坐標(biāo)系下的，首先異步電機(jī)定子相電壓、相電流的采樣值經(jīng) 3/2 坐標(biāo)變換，得到 ??? 坐標(biāo)下的分量，再按照異步電機(jī)的定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩模型計(jì)算出實(shí)際轉(zhuǎn)矩 eT 和定子磁鏈 s? 的兩個(gè)分量 s?? 、 s?? ，這樣就可以計(jì)算出定子磁鏈幅值 ||s? 和磁鏈位置 ||n? 。速度給定 *r? 與電機(jī)的速度觀測(cè)值 r? 進(jìn)行比較后經(jīng)過一個(gè) PI 調(diào)節(jié)器輸出轉(zhuǎn)矩給定信號(hào)*eT 。對(duì)于逆變器的八種開關(guān)狀態(tài)，對(duì)外部負(fù)載來說，逆變器輸出七種不同的電壓狀態(tài)。 張偉：直接轉(zhuǎn)矩控 制的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 8 10s s mrrSSssrmr rRrrrSSR R LL L L LdRLd RjL L LU???? ??????????? ?????? ???????? ???? ???? ???????? （ 25） 其 中 電 機(jī) 漏 感 系 數(shù) 21 mrSLLL? ?? （ 26） 電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以表示為定子磁鏈和轉(zhuǎn)子磁鏈的形式 : | || |33 s in22mme s r s rs r s rPPLLT L L L L? ? ? ? ???? ? ? （ 27） 此外電磁轉(zhuǎn)矩還可以表示成定子磁鏈和定子電流形式： ()32e ssssPT i i???????? （ 28） 運(yùn)動(dòng)方程： ( / )erLnJT T d d tP ??? （ 29） 式 27 中， ? 為定子磁鏈與轉(zhuǎn)子磁鏈之間的夾角，即磁通角。 異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型 交流異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型相當(dāng)復(fù)雜，它是一個(gè)高階 ，非線性，強(qiáng)禍合的多變量系統(tǒng)，坐標(biāo)變換的目的就是要簡化數(shù)學(xué)模型。對(duì)于轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)采用三值調(diào)節(jié)器，可以控制定子磁鏈正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或靜不動(dòng)，從而控制轉(zhuǎn)矩，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的快速調(diào)節(jié)。 問題的提出與解決問題的途徑 在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中電路模型采用的是空間矢量等效電路模型，并且利用矢量變換將三個(gè)電壓標(biāo)量三維變換為一個(gè)電壓矢量二維 ，這樣可得到七個(gè)電壓狀態(tài)。采用無速度傳感器技術(shù)是當(dāng)今交流傳動(dòng)發(fā)展的趨勢(shì)。 (4)低速性能的改善 傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，低速時(shí)定子磁鏈的觀測(cè)受定子電阻影響較大，因此如何準(zhǔn)確地檢測(cè)定子電阻的實(shí)時(shí)變化，一直是改善系統(tǒng)低速性能的首要問題。 張偉：直接轉(zhuǎn)矩控 制的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 4 (l)磁鏈調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的細(xì)化改進(jìn) 傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制一般對(duì)轉(zhuǎn)矩和磁鏈采用單滯環(huán)控制，根據(jù)各滯環(huán)的輸出結(jié)果來確定當(dāng)前 的電壓矢量。 1985 年，德國魯爾大學(xué)的 DePenbrock 教授提出了一種新型交流調(diào)速理論一一直接轉(zhuǎn)矩控制。 矢量控制主要有兩種方式 :磁場定向矢量控制和轉(zhuǎn)差頻率矢量控制。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）。安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 引 言 隨著微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)步，交流電 動(dòng)機(jī) 調(diào)速技術(shù)發(fā)展到 現(xiàn)在 ，有了長足的進(jìn)步。 論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）版權(quán)使用授權(quán)書 本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱。所謂矢量控制，就是交流電 動(dòng)機(jī) 模擬成直流電 動(dòng)機(jī) 來控制，通過坐標(biāo)變換來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)定子電流的勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的解藕，然后分別獨(dú)立調(diào)節(jié)，從而獲得高性能的轉(zhuǎn)矩 特性 和轉(zhuǎn)速響應(yīng)特性。為補(bǔ)償參數(shù)變化的影響，人們又引入了各種參數(shù)在線辨識(shí)和補(bǔ)償算法，但補(bǔ)償算法的引入也會(huì)使系統(tǒng)算法復(fù)雜化。下面簡要介紹一些對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制中各控制環(huán)節(jié)的改進(jìn)研究情況。為了改善這種情況，減小轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)，一些研究者提出了一種新的電壓矢量選擇方法 —預(yù)期電壓法 :首先根據(jù)轉(zhuǎn)矩偏差、磁鏈偏差和轉(zhuǎn)速計(jì)算出一個(gè)能達(dá) 到最佳控制的預(yù)期電壓，然后用電壓型逆變器的 6 個(gè)工作電壓中與之相鄰的兩個(gè)電壓矢量來合成它，計(jì)算出各自的工作時(shí)間 ,然后用零電壓補(bǔ)足采樣周期 ’