【正文】 [18]D. Casadei, F. Profumo. FOC and DTC Two Viable Schemes for InductionMotors Torque Control[J]. IEEE Trans. on Power Electronics, 2021, 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, 2021: 3~5 [22]The free encyclopedia（ Wikipedia） . Direct torque control[N] 直接轉(zhuǎn)矩控 制的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 34 附錄 A：英文參考文獻(xiàn)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。大學(xué)期間的生活是多姿多彩的，有甘甜，也有苦澀。轉(zhuǎn)子電阻為 。0] 。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 +S i n g l e +S i n g l e +S i n g l e 1 12 23 3VAVBVCABC 圖 47 逆變器開關(guān)狀態(tài)選擇模塊 fuion[sys， x0， str， ts]=lookuptablel(t， x， u， flag) switeh flag case 0， [sys， x0， str， ts]=mdllnitializesizes 。 =2。 sys(1)=(Rs*Lr*a*x(1)+Lm*Lm*u(3)*x(2)+Rr*Lm*a*x(3)+Lr*Lm*u(3)*x(4)+Lr*u(1))/2 sys(2)=(Lm*Lm*u(3)*x(1)Rs*Lr*a*x(2)Lr*Lm*u(3)*x(3)+Rr*Lm*a*x(4)+Lr*u(2))/2。Unhandled flag=39。允許用戶編寫可以和MATLAB 進(jìn)行交互的 C 或 C++語言程序。各領(lǐng)域的科技人員在此基礎(chǔ)上，根據(jù)專業(yè)的知識(shí)編寫出許多有用的工具箱為自己的專業(yè)服務(wù)。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 本章小結(jié) 本章介紹了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成。其次，弱磁范圍是工作在基速以上，全電壓工作，沒有零狀態(tài)電壓工作的時(shí)間，工作電壓在整個(gè)區(qū)段中起作用。在低速調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，可以采用 0o 電壓矢量、 60o ―電壓矢量、 +60o 電壓矢量和 120o 電壓矢量協(xié)調(diào)控制。 另一種是根據(jù)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的 PI 調(diào)節(jié)得到的參考的空間電壓矢量的兩個(gè)分量，合成所需要的參考的空間電壓矢量。 空間電壓矢量對(duì)電磁轉(zhuǎn) 矩的影響 從前面的分析可知，轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)速起決定性的影響作用，轉(zhuǎn)矩控制性能的好壞直接關(guān)系到直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)特性能。 若 * 0eeTT??時(shí)，則 0TF ? ； 若 * 0eeT TT?? ? ? ?時(shí)，則 TF 保持不變 *eTe?? TFT?T??10 1? 圖 33 轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器 空間電壓矢量對(duì)定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響 空間電壓矢量對(duì)定子磁鏈的影響 與磁鏈運(yùn)動(dòng)軌跡成 60 度和 120 度的兩種空間電壓矢量的電壓狀態(tài)可以讓定子磁鏈的幅值增大，我們稱在這兩種電壓狀態(tài)的電壓為定子磁鏈電壓。滯環(huán)比較器如圖 32 所示。 (2)磁鏈調(diào)節(jié)器 :為了控制定子磁鏈在給定值的附近變化，直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)采用兩安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 點(diǎn)式控制，輸出磁鏈控制信號(hào) 。 直接轉(zhuǎn)矩控 制的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 8 MEEV 1V 2V 3V 4V 5V 6U aU cbU 圖 22 電壓型逆變器原理圖 由于同一相上下橋臂的兩個(gè)開關(guān)器件一個(gè)導(dǎo)通，則另一個(gè)關(guān)斷，所以三組開關(guān)器件有八種可能的開關(guān)組合。然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難于準(zhǔn)確觀測(cè)、系統(tǒng)特性受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響較大以及在模擬直流電動(dòng)機(jī)過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變化的復(fù)雜性，使得實(shí)際的控制效果難以達(dá)到理論分析的結(jié)果。 上述方法均是針對(duì)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，采用的狀態(tài)變 量是定子電流和轉(zhuǎn)子磁鏈。為減少人為因素對(duì)系統(tǒng)性能的影響，有文章提出了將各種先進(jìn)的智能控制理論應(yīng)用于直接轉(zhuǎn)矩控制的新方案，通過應(yīng)用各種智能控制理論如模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等來選擇開關(guān)狀態(tài)，異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真研究完全抵消了觸發(fā)器的容差影響，使性能改善更加明顯。這種方法通過檢測(cè)電機(jī)的定子電壓、電流、轉(zhuǎn)速等可以直接檢測(cè)的量，采用狀態(tài)重構(gòu)的方法來觀測(cè)電 動(dòng)機(jī) 的磁鏈。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(zhǎng)足的進(jìn)步。因此，間接法是實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)子 磁鏈檢測(cè)的常用方法。 (2)新型開關(guān)狀態(tài)選擇器的研究 用施密特觸發(fā)器實(shí)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(shí)，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)。后來， Kubotahisao.， MatsuseKouki 又在電動(dòng)機(jī)全階觀測(cè)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及電動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)子電阻的磁鏈觀測(cè)器，我國(guó)也有這方面的論文發(fā)表。它的提出具有 跨 時(shí)代的意義。逆變器上、下橋臂的開關(guān)器件在任一時(shí)刻不能同時(shí)導(dǎo)通，一個(gè)處于開通的狀態(tài)另一個(gè)必須處于斷開的狀態(tài)，兩者處于開關(guān)互逆狀態(tài)。 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(cè)器 :由電流、電壓的采樣值經(jīng)過 3/2 變化按照電機(jī)數(shù)學(xué)模型計(jì)算出異步電機(jī)的定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩 。 磁鏈調(diào)節(jié) 磁鏈的調(diào)節(jié)通過磁鏈滯環(huán)比較器實(shí)現(xiàn)。 s? 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)： 若 *ee TTT? ? ??時(shí)，則 1TF ?? 。 (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(duì)值等于 90 度或施加零電壓矢量的時(shí)候，作用的結(jié)果使磁鏈幅值基本保持不變。 一種是通過磁鏈、轉(zhuǎn)矩的兩點(diǎn)式或三點(diǎn)式調(diào)節(jié)信號(hào)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(hào)輸出給逆變器。 七 .每個(gè)區(qū)段上，有四個(gè)工作電壓狀態(tài)和兩個(gè)零電壓狀態(tài)的使用與選擇。首先，弱磁范圍內(nèi)進(jìn)行的是恒功率調(diào)節(jié)，而不是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)。磁鏈自控制單元控制六邊形磁鏈軌跡。基本部分包括：矩陣的各種運(yùn)算和各種變換、代數(shù)和超越方程求解、 數(shù)值積分等。 （ 6）實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺(tái) 新版本的 MATLAB 可以利用 MATLAB 編譯器和 C/C++數(shù)學(xué)庫(kù)和圖形庫(kù)，將自己的MATLAB 程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換為獨(dú)立于 MATLAB 運(yùn)行的 C 和 C++代碼。 otherwise error ([39。 function sys=mdlDerivatives(t,x,u,Rs,Rr,Ls,Lr,Lm) a=1Lm*Lm/(Ls*Lr)。 =0。其輸入為逆變器三相輸入開關(guān)信號(hào)，輸出為異步電機(jī)的三相定子電壓。0 。mZ，極對(duì)數(shù)為 2，定子電阻為 。 直接轉(zhuǎn)矩控 制的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 32 致謝 時(shí)間過得很快，轉(zhuǎn)眼間我就畢業(yè)了。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。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。 sys(2)=Sb 。 sys=[0 。 else Scl=l。磁鏈當(dāng)前所在扇區(qū)判定選用 simulink 的 s 一 Fuion 來實(shí)現(xiàn)。0。 [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)。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。 ，能繪制多種坐標(biāo)系的圖形。 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)。磁鏈自控制環(huán)節(jié)給出正確的區(qū)段。 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。 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。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)。 ( ( ) ( ) ) ( ) ( ) ( ( ) , ( ) ) ( ) ( ) ()sin sint 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?值由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的負(fù)載