【正文】 e/N.Mt i m e / s （ c）電磁轉(zhuǎn)矩 0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .00 .00 .20 .40 .60 .81 .0stator flux/Wbt i m e / s （ d）定子磁鏈幅值 第四章 在線搜索 效率優(yōu)化 Matlab 仿真 30 0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .0050100150200power losses/Wt i m e / s （ e）電機損耗 圖 43 單調(diào)遞減搜索法的仿真結(jié)果 仿真分析 圖 43 為單調(diào)遞減搜索法穩(wěn)態(tài)運行 的 仿真結(jié)果， 電機帶動負載轉(zhuǎn)矩 啟動，轉(zhuǎn)速為 700r/min，當 t= 時負載轉(zhuǎn)矩變?yōu)??；?單調(diào)遞減法 的 搜索控制技術(shù)算法簡單 ， 能夠有效提高 感應(yīng) 電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的 運行?？偨Y(jié)全文所做的工作如下 ： （ 1） 推導(dǎo)了 感應(yīng)電機的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)主要包括 感應(yīng) 電動機的數(shù)學模型 、定子電壓矢量的作用和開關(guān)表的選擇。 m2。 第四章 在線搜索 效率優(yōu)化 Matlab 仿真 22 感應(yīng)電機 直接轉(zhuǎn)矩 控制仿真模塊的建立 感應(yīng)電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型 圖 41 感應(yīng)電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型 該仿真系統(tǒng)使用了考慮鐵損感應(yīng)電機的仿真模型、 3/2 電流和電壓仿真模型、定子磁鏈仿真模型、速度 控制 仿真模型、單調(diào)遞減法效率優(yōu)化模 型。本文所有的仿真均采用 MATLAB/SIMULINK 仿真工具作為平臺。 圖 33（ a）單谷函數(shù) 性質(zhì)：設(shè) [a,b]是單谷函數(shù) ()xp 極小點的一個搜索區(qū)間，在 [a,b]上任取兩點1x ， 2x 且 12xx? ，若 12( ) ( )xxpp? 則 [a, 2x ]是 ()xp 極小點的一個搜索區(qū)間；若12( ) ( )xxpp?則 [ 1x ,b]是 ()xp 極小點的一個搜索區(qū)間。在仿真系統(tǒng)中定子磁鏈給定 *s? 由 開始，選擇一定 的步長逐步縮減到事先設(shè)定的 min? 。如圖 所示當電磁轉(zhuǎn)矩實際值達到滯環(huán)比較器下限值后，即 | | | |e eref eT T T? ? ?，選擇合適的開關(guān)電壓矢量使定子磁鏈矢量向前快速旋轉(zhuǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩隨之增大，當轉(zhuǎn)矩由圖 中 A 點升高到 ||e erefTT? 時，開始采用零電壓矢量，此時轉(zhuǎn)矩不會即刻停止變化。 [14] 由圖 22（ c）可知，如果定子磁鏈矢量位于第 K 個區(qū)間，那么可以選擇定子電壓矢量 sku 、 ( 1)sku? 、 ( 1)sku? 、使其幅值增大，也可以選擇 ( 2)sku? ， ( 2)sku? ， ( 3)sku?使其幅值減小，下標括號內(nèi)“ +”表示往前旋（逆時針），“ ”表示往后旋（順時針），亦即，若使 s? 的幅值增大，應(yīng)選擇 s? 所在區(qū)間和相鄰 兩個區(qū)間內(nèi)的定子電壓矢量，因為這些電壓矢量的作用方向都是轉(zhuǎn)子圓心向外；若使 s? 的幅值減小，應(yīng)選擇另外三個電壓矢量，因為這些電壓矢量的作用方向是由外指向圓心。 [2] 定子電壓矢量的作用與定子磁鏈 軌跡 當存在定子電壓矢量作用下，定子磁鏈矢量的幅值和相位放生變化，如果第二章 直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理 8 忽略定子電阻的影響，則兩者具有微分關(guān)系。 （ 4） 主要介紹各仿真模塊組成及各個模塊的功能，并進行 仿真 對 結(jié)果進行分析。電機氣隙中存在的諧波勵磁電流產(chǎn)生大量諧波磁場，不可避免地增加了電機定子電機鐵損，因此這種方法的控制精度受到電機參 數(shù)變化和模型準確度的影響。 理論和實踐以證明電動機的效率與負載率密切相關(guān)。 simulation IV 目錄 基于在線搜索控制器的感應(yīng)電機效率優(yōu)化 ................................................................I 摘 要 ...............................................................................................................................I Abstract........................................................................................................................ II 第一章 緒論 .................................................................................................................. 1 課題研究的目的及意義 ................................................................................... 1 感應(yīng)電機效率優(yōu)化研究的現(xiàn)狀 ....................................................................... 2 主要工作及章節(jié)安排 ...................................................................................... 4 第二章 直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理 ............................................................................. 6 感應(yīng)電機的數(shù)學模型 ....................................................................................... 6 定子電壓矢量的作用與定子磁鏈軌跡 ........................................................... 7 開關(guān)電壓矢量的合理選擇 ............................................................................. 11 開關(guān)電壓矢量查詢表 ........................................................................... 11 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 ............................................................................. 13 本章小結(jié) ......................................................................................................... 14 第三章 在線搜索控制效率優(yōu)化的方法 ................................................................... 15 單調(diào)遞減法 ..................................................................................................... 15 梯度法 ............................................................................................................. 16 黃金分割法 ..................................................................................................... 18 本章小節(jié) ........................................................................................................ 19 第四章 在線搜索效率優(yōu)化 Matlab 仿真 ................................................................. 20 基于 Matlab 的直接轉(zhuǎn)矩控制的建模 .......................................................... 20 仿真平臺的概述 ................................................................................... 20 MATLAB/SIMULINK 及其 Power System Blockset 工具箱簡介 21 感應(yīng)電機直接轉(zhuǎn)矩控制仿真模塊的建立 ..................................................... 22 感應(yīng)電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型 ........................................... 22 考慮鐵損感應(yīng)電機的模塊 ................................................................... 22 3/2 電流和電壓仿真模型 ................................................................. 24 定子磁鏈仿真模型 ............................................................................... 25 南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） V 速度控制仿真模型 ............................................................................... 26 單調(diào)遞減法效率優(yōu)化模型 ................................................................... 26 單調(diào)遞減搜索法的仿真結(jié)果及分析 ............................................................. 27 仿真結(jié)果 ............................................................................................... 27 仿真分析 ............................................................................................... 30 本章小結(jié) ......................................................................................................... 31 第五章 結(jié) 語 .......................................................................................................... 32 參考文獻 ...................................................................................................................... 33 致謝 .............................................................................................................................. 35 南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 緒論 課題研究的目的及意義 感應(yīng)電機具有體積小、重量輕、成本低、堅固耐用、免維護等優(yōu)點，是電動汽車驅(qū)動電機極具競爭力的選擇。 為了減小損耗本文采用在線搜索控制的方法來實現(xiàn)效率的最優(yōu)。上述效率優(yōu)化策略各具特色，但是不管是哪一種方法，其本質(zhì)都是采用在輕載時降低電機磁通水平以減小鐵芯損耗的方法來實現(xiàn)效率的提升。在額定負載附近運行時感應(yīng)電機的效率較高，如對于額定功率為 1~75KW 的電機，額定工 作點的效率在 76~%之間。 （ 3