【正文】 13] 王樹．交流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用 [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 20xx [14] 薛定宇，陳陽泉．基于 MATLAB/SIMULINK 的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用 [M]，清華大學(xué)出版社， 20xx [15] 楊祖泉 ,姚緒梁 ,舒小芳 .異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真研究 [N].電機與控制學(xué)報 20xx(8) [16] 張俊喜．異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究 [D]．哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文， 20xx [17] 祝龍記 ,王汝琳 .采用矢量細分的異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng) [J].微特電機 20xx， (4) [18]D. Casadei, F. Profumo. FOC and DTC Two Viable Schemes for InductionMotors Torque Control[J]. IEEE Trans. on Power Electronics, 20xx, 17(5):779~786 [19]I. Takahashi, T. Naguchi. A New QuickResponse and HighEfficiencyControl Strategy of an Induction Motor[J]. IEEE Trans on. Industry Application,19865 [20]M. P. Kazmierkowski. Improved Direct Torque and Flux Vetor Control of PWM InvertedFed Induction Motor Drivers[J]. IEEE Trans on. Industry Application, 1995, 42(2): 243~249 [21]N. M. Silva, A. P. Martins. Torque and Speed Modes Simulation of a DTCControlled Induction Motor． Proceedings of the 10th Mediterranean Conference on Control and AutomationMED[J]. Lisbon, Portugal, 20xx: 3~5 [22]The free encyclopedia（ Wikipedia） . Direct torque control[N] 安徽工程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 附錄 A：英文參考文獻及其翻譯 Direct torque control Direct torque control (DTC) is one method used in variable frequency drives to control the torque (and thus finally the speed) of threephase AC electric motors. This involves calculating an estimate of the motor39。在此對方俊初老師表示感謝。相信在不久的將來直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)必將占據(jù)交流電機控制的主導(dǎo)地位。說明直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)時的性能優(yōu)良。轉(zhuǎn)動慣量為 n=u(l): Us=Ktable(m， n): Kus=Us+1。3 。 =0。 逆變器開關(guān)狀態(tài)選擇模塊 由可控電壓源實現(xiàn)的簡單模型，可以極大的提高系統(tǒng)仿真速度。 faibl=u(l)/2sqrt(3)*u(2)/2。 end function [sys,x0,str,ts]=mdllnitializeSizes sizes=simsizes =0。 sys(4)=x(2)。 ts=[1 0]。 =1。 case {1, 2, 4, 9 } sys= []。 Simulink 包含 Liner等一系列具有廣泛功能的子模型庫，用戶也可以自己定制、創(chuàng)建功能模塊?？捎糜诳茖W(xué)計算和工程繪圖。這些工具方便用戶使用 MATLAB 的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。 ，可擴展性強 MATLAB 軟件包括基本部分和專業(yè)部分。在控制界，很多著名的專家和學(xué)者為其擅長的領(lǐng)域開發(fā)了工具箱，而其中很多的工具箱已成為該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的輸出一直為 ―1‖態(tài)，電壓為全工作電壓控制，不出現(xiàn)零電壓狀態(tài)。 二 .用磁鏈自控制環(huán)節(jié)確定區(qū)段。 弱磁范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)方案 弱磁范圍的工作特點與基速以下時有很多不同。 二 .用磁鏈自控制環(huán)節(jié)內(nèi)的施密特觸發(fā)器 (也叫磁鏈給定值比較器 )來確定區(qū)段。 六 .圓形磁鏈軌跡與六邊形磁鏈軌跡，圓形磁鏈軌跡用于 15%額定轉(zhuǎn)速以下范圍，六邊形磁鏈軌跡用于 15%30%額定轉(zhuǎn)速的范圍。 低速調(diào)節(jié)方案 異步電動機的低速范圍是指額定轉(zhuǎn)速 30%以下的異步 電動機轉(zhuǎn)速范圍。 張偉：直接轉(zhuǎn)矩控 制的異步電機調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 18 空間電壓矢量開關(guān)信號的選擇 對應(yīng)于磁鏈和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)的兩種形式，空間電壓矢量開關(guān)信號的選擇也有兩種形式。要改變電動機的轉(zhuǎn)矩大小，可通過改變磁通角 ?（ t） 的大小來實現(xiàn)。 (2)當(dāng)前所施加的電壓矢量與當(dāng)前定子磁鏈?zhǔn)噶恐g的夾角 ? 的絕對值大于 90 度的時候，作用的結(jié)果使磁鏈幅值減小。如果需要 s? 作逆時針旋轉(zhuǎn)時，可選擇電壓矢量 5U 。 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律為 : s? 逆時針 旋轉(zhuǎn)時： 若 *ee TTT? ??時，則 1tF? ； 若 * 0eeTT??時，則 0tF? ； 若 *0 ee TTT? ? ? ?時，則 tF 保持不變。轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與磁鏈調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)一樣，也采用滯環(huán)比較器 (見圖 33)輸入量為轉(zhuǎn)矩給定值 *eT 及轉(zhuǎn)矩觀測值 eT ，輸出量為 TF ， 2T? 為轉(zhuǎn)矩滯環(huán)范圍。由此可知控制異步電機的輸入電壓矢量，就可以控制定子磁鏈的大小、旋轉(zhuǎn)方向和速度。最后開關(guān)狀態(tài)選擇單元根據(jù)磁鏈控制信號 F? 、轉(zhuǎn)矩控制信號 tF 和磁鏈位置 ||n? ，查逆變器開關(guān)狀態(tài)表，輸出正確合理的開關(guān)狀態(tài)來控制逆變器驅(qū)動電機正確運行。開關(guān)狀態(tài)選擇器根據(jù)不同的扇區(qū)、轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制信號確定下一個時刻逆變器的開關(guān)狀態(tài)，從而確定電機的端電壓，保證電機在定子磁通不變情況下轉(zhuǎn)矩滿足負載的要求。在這里我們引入 Park 矢量變換，選三相定子坐標(biāo)系中的 a 軸和 Park 矢量復(fù)平面正交的實軸重合，則其三相物理量 aU 、 bU 、 cU 的 Park 矢量 ()stu 為： 2433() 23 jjacbstu u u e u e????????? ?? （ 213） 從而我們可以得到逆變器的 7 個電壓狀態(tài)， (000 和 111 為零狀態(tài) )六個為有效電壓矢量，幅值均為 23dcu ，相鄰矢量相差 60 度，把整個平面均勻的劃分成六個扇區(qū)如圖 23 所示。 逆變器的數(shù)學(xué)模型與電壓空間矢量 逆變器如圖 22 所示，每一組的上下兩個開關(guān)器件的狀態(tài)相反，這樣逆變器共有 8種開關(guān)狀態(tài)組合。 (3)電 動機 氣隙磁動勢在空間正弦分布。矢量控制技術(shù)模仿直流電 動機 的控制方法，以轉(zhuǎn)子磁場定向，用矢量變換的方法，實現(xiàn)了對交流電動機的轉(zhuǎn)速和磁鏈控制的完全 控制 。從轉(zhuǎn)矩控制的角度來看，只關(guān)心轉(zhuǎn)矩的大小，即電流和磁鏈的乘積，但從電動機合理運行的角度出發(fā)，仍希望磁鏈幅值不變。1987 年， Tamaishinzo 采用模型參考自適應(yīng) (MARS) 的方法實現(xiàn)了對電動機轉(zhuǎn)速的自適應(yīng)辯識。該觀測器把對定子電阻值影響比較大的三個因素 —定子電流、轉(zhuǎn)速和運動時間作為輸入量，以定子阻值的變化作為輸出，設(shè)計了模糊觀測器。磁鏈調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器在結(jié)構(gòu)上相同。目前國內(nèi)外圍繞直接轉(zhuǎn)矩控制的研究十分活躍。 直接法就是通過在電動機內(nèi)部埋設(shè)感應(yīng)線圈以檢測電 動機的 磁鏈，這種方式會使簡單的交流電 動機 結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，降低了系統(tǒng)的可靠性，磁鏈的檢 測精度也不能得到長期的保證。就變頻調(diào)速而言，其形式也有很多。 在 交流電動機控制技術(shù) 中 調(diào)壓調(diào)頻控制、矢量控制以及直接轉(zhuǎn)矩控制（ Direct Torque Control 簡稱 DTC） 具有代表性 。其中應(yīng)用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是一種高性能的控制調(diào)速技術(shù)，直接轉(zhuǎn)矩控制對交流傳動來說是一種最優(yōu)的電動機控制技術(shù)，它可以對所有交流電動機的核心變量進行直接控制。傳統(tǒng)的變頻調(diào)速方式是采用 v/f 控制。因此，間接法是實際應(yīng)用中實現(xiàn) 轉(zhuǎn)子 磁鏈檢測的常用方法。 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與展望 十幾年來，在國內(nèi)外直接轉(zhuǎn)矩控制不斷得到發(fā)展和完善，許多文章從不同的角度提出了新的見解和方法，特別是隨著各種智能控制理論的引入， 又涌現(xiàn)出了許多基于模糊控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 DTC 系統(tǒng)，控制性能得到了進一步的改善和提高。 (2)新型開關(guān)狀態(tài)選擇器的研究 用施密特觸發(fā)器實現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)和磁鏈調(diào)節(jié)時，需要人為設(shè)定觸發(fā)器的容差，其大小與系統(tǒng)的性能密切相關(guān)。定子電阻初值與變化值相加就是控制中的定子電阻。后來， Kubotahisao.， MatsuseKouki 又在電動機全階觀測器的基礎(chǔ)上分別采用李亞普諾夫理論和波波夫理論推導(dǎo)出了電動機轉(zhuǎn)速以及電動機定轉(zhuǎn)子電阻的磁鏈觀測器，我國也有這方面的論文發(fā)表。 為了得到高動態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩特性，還應(yīng)使定子磁鏈的平均值盡可能為恒定值，這就需要對最初提出的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進行改進，最為理想的情況當(dāng)然是采用三相正弦波給感應(yīng)電動機供電，定子磁鏈軌跡為圓形，諧波、噪音及轉(zhuǎn)矩脈動最 小，這需要增加開關(guān)數(shù)量及其切換頻率。它的提出具有 跨 時代的意義。 (4)鐵心渦流、飽和及磁滯損耗忽略不計。逆變器上、下橋臂的開關(guān)器件在任一時刻不能同時導(dǎo)通，一個處于開通的狀態(tài)另一個必須處于斷開的狀態(tài)，兩者處于開關(guān)互逆狀態(tài)。 ( 010)SU (110 )SU( 011 )SU (100 )SU( 001 )SU (10 1 )SU?123 456000111b 圖 23 電壓空間矢量在坐標(biāo)系里的離散位置 本章小結(jié) 本章介紹了異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的原理，并闡述了通過調(diào)節(jié)空間電壓矢量的方法來控制異步電動機的運行。 從圖中可看到，直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)主要由以下幾部分組成 : (l)磁鏈、轉(zhuǎn)矩觀測器 :由電流、電壓的采樣值經(jīng)過 3/2 變化按照電機數(shù)學(xué)模型計算出異步電機的定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩 。 下面簡要地分析一下這些基本組成部分。 磁鏈調(diào)節(jié) 磁鏈的調(diào)節(jié)通過磁鏈滯環(huán)比較器實現(xiàn)。 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的任務(wù)是實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的直接控制。 張偉：直接轉(zhuǎn)矩控 制的異步電機調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 14 s? 順時針旋轉(zhuǎn)時： 若 *ee TTT? ? ??時，則 1TF ?? 。如果需要s? 作順時針旋轉(zhuǎn)時，可選擇電壓矢量 6U 或 1U 。 (3)當(dāng)前所施加的電壓矢量與當(dāng)前定子磁鏈?zhǔn)噶恐g的夾角 ? 的絕對值等于 90 度或施加零電壓矢量的時候，作用的結(jié)果使磁鏈幅值基本保持不變。在直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)中，其基本控制方法就是通過電壓空間矢量 ()tSu 來控制定子磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度，達到控制定子磁鏈的目的，從而控制改變定子磁鏈的平均旋轉(zhuǎn)速度 s? 的大小，從而改變磁通角 ?（ t） 的大小，達到控制電動機轉(zhuǎn)矩的目的，如圖 36 所示 ?? (0 1 0 )Su ()1s t?()2s t?()2r t? ()1r t? 1t（ ）2t?（ ） 圖 36 電壓空間矢量對電機轉(zhuǎn)矩的影響 1t 時刻的定子磁鏈 1()st? 和轉(zhuǎn)子磁鏈 1()rt? 及磁通角 1()t? 的位置如圖 36。 一種是通過磁鏈、轉(zhuǎn)矩的兩點式或三點式調(diào)節(jié)信號和定子磁鏈所在的區(qū)間，確定所需施加的電壓空間矢量，從而將所有狀態(tài)列表依次列出，最后通過所選空間電壓矢量輸出開關(guān)脈沖信號輸出給逆變器。在這個范圍內(nèi)，由于存在轉(zhuǎn)速低 (包括零轉(zhuǎn)速 )、定子電壓影響大等特點，會造成 :如磁鏈波形畸變，在低定子頻率乃至零頻時保持轉(zhuǎn)矩和磁鏈基本不變等問題。 七 .每個區(qū)段上，有四個工作電壓狀態(tài)和兩個零電壓狀態(tài)的使用與選擇。 三 .轉(zhuǎn)矩兩點式調(diào)節(jié)。首先，弱磁范圍內(nèi)進行的是恒功率調(diào)節(jié)，而不是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)。 三 .六邊形磁鏈軌跡。磁鏈自控制單元控制六邊形磁鏈軌跡。 MATLAB 語言的特點： ，它可以有 nm個元素，每個元素都看作是復(fù)數(shù)，各種運算對矩陣和復(fù)數(shù)都有效?；静糠职ǎ壕仃嚨母鞣N運算和各種變換、代數(shù)和超越方程求解、數(shù)值積分等。 （ 3）應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱 MATLAB 對許多專門的領(lǐng)域都開發(fā)了功能強大的模塊集和工具箱。 （ 6）實用的程序接口和發(fā)布平臺 新版本的 MATLAB 可以利用 MATLAB 編譯器和 C/C++數(shù)學(xué)庫和圖形庫，將自己的MATLAB 程序自動轉(zhuǎn)換為獨立于 MATLAB 運行的 C 和 C++代碼。 Simulink 創(chuàng)建的模型具有遞階的結(jié)構(gòu)，用戶可以自上而下或自下而上的建立模型。 otherwise error ([39。 = 1。 function sys=mdlDerivatives(t,x,u,Rs,Rr,Ls,L