【正文】 老師在我這幾個月的時 間里提出了很多具有指導性的意見，使我受益匪淺。同時轉(zhuǎn)矩的脈動從波形上看頻率很高，對轉(zhuǎn)矩變化跟隨比較好。 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。 =0。 str=[]: ts=[1 0] fuion sys=mdlOutPuts(u) faial=u(l)/2+sqrt(3)*u(2)/2。 sys(3)=x(1)。 = 3。 Simulink 采用可視化組態(tài)技術建模，具有直觀、方便的優(yōu)點。 （ 2）友好的工作平臺和編程環(huán)境 MATLAB 由一系列工具組成。 現(xiàn)在 MATLAB 軟件不但廣泛的應用于控制領域，也應用與其他的工程領域和非工程領域。弱磁范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)方案有如下特點 . 一 .用電動機模型測量、計算磁鏈和轉(zhuǎn)矩。電動機模型主要工作在 UI 模型下，且有模型電流和實際電流相比較的電流調(diào)節(jié)器來補償校正。下面就簡單介紹幾種調(diào)節(jié)方案，他們分別是低速調(diào)節(jié)方案、高速調(diào)節(jié)方案、低磁范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)方案。轉(zhuǎn)子磁鏈的幅值由負載決定 。同 理，對于 B 點有 s ???? ?? ，磁鏈滯環(huán)比較器輸出信號 F? =l，此時應選擇電壓矢量使 ||s? 減小。 0 ??????s*|| s?? F? 圖 32 磁鏈滯環(huán)調(diào)節(jié)器 磁鏈位置檢測單元 : 為了檢測定子磁鏈的位置，將 ??? 坐標系分為六個區(qū)域： ( 2 3 ) ( 2 1 )()66nnn??????? （ 34） 其中 N=1,2,3,4,5,6，每個區(qū)域占 3? 角度，定子磁鏈 s? 在第 n 區(qū)域，我們就稱其在n 區(qū)域。將給定轉(zhuǎn)矩 *eT 和T 送入轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器，得到轉(zhuǎn)矩控制信號 tF ，磁鏈調(diào)節(jié)器根據(jù)給定子磁鏈幅值 *||s? 和轉(zhuǎn)子磁 鏈幅值 ||s? 的差值輸出磁鏈控制信號 F? 。 逆變器輸出電壓狀態(tài)的空間矢量的數(shù)學表達式為： ( 2 )13 acba Es ssu ??? 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 9 ( 2 )13 bacb Es ssu ??? ( 2 )13 c a bc Es ssu ??? （ 212） 式 212 為逆變器的數(shù)學模型 把逆變器的輸出電壓用電壓空間矢量來表示，則逆變器的各種電壓狀態(tài)和次序就有了空間的概念。 (2)電 動機 定、轉(zhuǎn)子表面光滑，無齒槽效應。正確選擇電壓空間矢量，可以形成六邊形定子磁鏈。在一些文獻里提到了一種基于模糊控制的定子電阻在線觀 測器。因此，直接轉(zhuǎn)矩控制理論一問世便受到廣泛關注。 直接轉(zhuǎn)矩控 制的異步電機調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 2 第 1章 緒論 異步電動機調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展狀況 在異步電動機調(diào)速系統(tǒng)中變頻調(diào)速技術是目前應用最廣泛的調(diào)速技術，也是最有希望取代直流調(diào)速的調(diào)速方式。所謂矢量控制，就是交流電 動機 模擬成直流電 動機 來控制，通過坐標變換來實現(xiàn)電動機定子電流的勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的解藕，然后分別獨立調(diào)節(jié)，從而獲得高性能的轉(zhuǎn)矩 特性 和轉(zhuǎn)速響應特性。下面簡要介紹一些對直接轉(zhuǎn)矩控制中各控制環(huán)節(jié)安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 3 的改進研究情況。 (5)無速度傳感器理論 在速度檢測方面，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)要求有速度傳感器，存在成本高、安裝維護困難、系統(tǒng)易受干擾、可靠性降低、不適于惡劣環(huán)境等弊端。 為實現(xiàn)這一控制，并且考慮到逆變器件所能承受的開關頻率，將定子磁鏈的軌跡分為 六個區(qū)，對定子磁鏈實行分區(qū)控制，不同區(qū)域采用不同定子電壓切換向量，使得定子磁鏈的軌跡近似為一圓形。 直接轉(zhuǎn)矩控 制的異步電機調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 6 susi sRs? Li?riRRJ?? 圖 21 電動機空間矢量等效電路圖 圖 21 中各變量的意義如下： ? —電角速度（機械角速度與極對數(shù)的積） SU —定子電壓空間矢量 si 、 ri —定子、轉(zhuǎn)子電流空間矢量 s? 、 r? —定子、轉(zhuǎn)子磁鏈空間矢量 sR 、 L —單相定子電阻、電感 rR —折算到定子側(cè)的單相轉(zhuǎn)子電阻 L? —單相轉(zhuǎn)子漏感與定子漏感之和 由圖 21 可以得出定子電壓方程轉(zhuǎn)子電壓方程： sssS dU R i dt??? （ 21） 0 rrtrr jdRi d ?? ?? ? ? （ 22） 而定子磁鏈與轉(zhuǎn)子磁鏈： S s m rs LiLi? ?? （ 23） rrr m sLiLi? ?? （ 24） 轉(zhuǎn)矩方程：消去電壓方程和磁鏈方程中的 si 和 ri ，可以得到以定子磁鏈 s? 、 r? 為狀態(tài)變量的異步電動機的狀態(tài)方程。 M速 度 P I調(diào) 節(jié) 器磁 鏈 滯 環(huán)轉(zhuǎn) 矩 滯 環(huán)開 關狀 態(tài)選 擇扇 區(qū) 判 斷磁 鏈 觀 測轉(zhuǎn) 矩 計 算逆變器3 / 2 相坐 標變 換速 度 檢 測（ 速 度 傳 感 器 ）*s?*r?,ii??, buu??? ???? *eTNs? ,a b ci i i, bcu u u?r?F?TFeT 圖 31 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的典型框圖 圖 31 為典型的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)框圖，整個系統(tǒng)是一個磁鏈轉(zhuǎn)矩雙閉環(huán)系統(tǒng)。根據(jù)異步電動機運動方程 r eLdJ TTp dt? ??可知電磁轉(zhuǎn)矩與速度偏差之間是比例積分的關系。通過電壓矢量來控制定子磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度，從而改變定、轉(zhuǎn)子磁鏈矢量之間的夾角，達到控制電機轉(zhuǎn)矩的目的，用定轉(zhuǎn)子磁鏈矢量積來表達異步電機的電磁轉(zhuǎn)矩。從圖23 可以看出 :如對異步電動機施加工作狀態(tài)的電壓矢量，則定子磁鏈的運動方向和幅值都將 發(fā)生變化 。因此從 1t 時刻到 2t 時刻這段時間里，定子磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度要大于轉(zhuǎn)子磁鏈旋轉(zhuǎn)的速度，磁通角由 1()t? 變大為 2()t? ，相應的轉(zhuǎn)矩也會增大。 二 .為了改善轉(zhuǎn)矩動態(tài)性能，對定子磁鏈空間矢量要實現(xiàn)正反向變化控制。 在這個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作的 DSR 控制，主要由磁鏈自給定環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)矩兩點式調(diào)節(jié)起作用。 六 .每個區(qū)段上用一個工作電壓狀態(tài)。這些都減輕了編程和調(diào)試的工作量。其擁有 600 多個工程中要用到的數(shù)學運算函數(shù)，可以方便的實現(xiàn)用戶所需的各種計算功能。 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真模型 異步電動機仿真模塊 由第二章知兩相靜止坐標系下的異步電機的電壓方程 : 0000sm ss SsssmSr rm m s mSr sm m m sSR L P L P iuuiR L P L Pu iL P L R L P Lu iL L P L R L P????? ?? ??????? ?????? ???????????????????????? ????????? ? ? (41) 磁鏈方程： 00000000ss smsssmr rmrr smriLLiLLiLLiLL????? ?? ????????? ?????? ?????????????? ?????? ???? ??? （ 42） 異步電機的仿真程序主要部分如下所示。 0。 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 23 圖 41 定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩觀測器的仿真模塊 電壓和電流的坐標變換模塊 電壓的三相坐標 /兩相坐標的變換關系如式 (43 )所示： dsqs1112 223 33022abcuuuuu?? ???????? ????? ?????? ??????? （ 43） 電壓 2/3 的變換關系： dsqs102 1 33 2 21322abcuuuuu?????? ?????? ???? ???? ?????? ???????????? （ 44） 直接轉(zhuǎn)矩控 制的異步電機調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 24 圖 42 電壓坐標 3/2變換仿真模塊 圖表 43 電流 2/3坐標變換仿真模塊 磁鏈、轉(zhuǎn) 矩控制模型 磁鏈控制采用兩點式調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)矩控制采用三點式調(diào)節(jié) 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 25 圖 44 磁鏈控制器 圖 45 轉(zhuǎn)矩控制器 磁鏈幅值計算與區(qū)域判定模型 圖 46 磁鏈幅值，磁鏈當前扇區(qū)判斷模型 磁鏈幅值計算采用 matlab 函數(shù)，其表達式為 Sqrt(u(1) ? 2+u(2) ? 2)。 end if faibl=0 Scl=0。 =l 。 sys(1)=Sa 。 在做本畢業(yè)設計的時候我對異步電機數(shù)學模型做了一個簡單的了解，了解了定子轉(zhuǎn)子的磁鏈的模型，查閱了大量的資料了解了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在運動控制中的優(yōu)點與缺點。 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 33 參考文獻 [1] 陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng) [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [2] 陳伯時 .電氣傳動系統(tǒng)的智能控制 [J].電氣傳動 1997(1) [3] 竇汝振 ,許鎮(zhèn)琳 .預測控制在異 步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中的應用研究 [J].電氣自動化 2021(5) [4]關麗敏 異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設計與仿真研究 [D] 遼寧工程技術大學碩士論文， 2021 [5] 何志國．交流異步電動機直接轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)研究與實踐 [D]．大連理工大學碩士論文， 2021 [6] 韓安太，劉峙飛，黃海． DSP 控制器原理及其在運動控制系統(tǒng)中的應用 [M].北京：清華大學出版社， 2021. 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