【正文】 文28滯環(huán)比較器參數設置如圖 45 和 46 所示:圖 45 轉矩滯環(huán)比較器 1圖 46 轉矩滯環(huán)比較器 2蘭州理工大學畢業(yè)論文294. 磁鏈滯環(huán)比較器圖 47 磁鏈滯環(huán)比較器滯環(huán)參數設置如下: 圖 48 磁鏈滯環(huán)比較器參數設置5. 轉矩和磁鏈觀測模塊此模塊用于估計電機磁通值、電磁轉矩以及磁鏈角，圖 49 是其模塊結構圖。三相坐標系中的電壓值和兩相坐標系中的電流值經坐標變換，代入異步電機的磁鏈估計模型，估計出轉矩值和磁鏈值，以及磁鏈角 θ。蘭州理工大學畢業(yè)論文30圖 49 轉矩和磁鏈觀測模塊該模塊中，三相靜止坐標系到旋轉坐標系的坐標變換原理如下圖所示：圖 410 三相靜止兩相旋轉坐標轉換變換式為： （41）203//211ad bq cuu??????????????兩相靜止坐標系到旋轉坐標系的坐標變換的變換式為：蘭州理工大學畢業(yè)論文31 （42）23/0dqi i?????????????????模型如下圖所示：圖 411 2s/2r 坐標變換轉矩和磁鏈觀測模塊的磁鏈角輸出 angle 作為此模塊的輸入，通過圖 412 所示邏輯進行磁鏈扇區(qū)的判別，磁鏈角 與扇區(qū)的選擇關系如表 41 所示。? 蘭州理工大學畢業(yè)論文32圖 412 磁鏈扇區(qū)判別模塊表 41 磁鏈扇區(qū)判別值???30,????,90???,150???,150????,90????,30??扇區(qū) S 1 2 3 4 5 67. 電壓空間矢量表該模塊以給定磁鏈和實際磁鏈的差值 H_Phi,給定轉速和實際轉速的差值 H_Te，以及磁鏈所在的扇區(qū) Sector 這三個量作為輸入，輸出相應的開關電壓矢量。模型如圖 413 所示:蘭州理工大學畢業(yè)論文33 圖 413 空間電壓矢量選擇模塊蘭州理工大學畢業(yè)論文34圖 416 電壓電流測量模塊9. 電機轉矩給定階躍信號給定，仿真電機啟動和突加負載的性能，階躍信號及其參數設置如下: 蘭州理工大學畢業(yè)論文35圖 417 電機轉矩給定參數 初始值為零，即電機空載啟動； 時輸入值突變?yōu)?100，即此時給電機突加負載。10. 轉速給定 圖 418 電機轉速給定 仿真結果分析系統通過給異步電機施加階躍信號的方式，仿真電機在啟動和突加負載時的轉矩和轉速波形，并記錄了定子磁鏈的圓形軌跡，以及定子在三相和兩相坐標系下的電流波形，編寫 m 文件，畫出與示波器波形等同的波形。M 文件如下所示：clcplot(,39。r39。)hold onplot(,39。b39。)hold offtitle(39。兩相坐標系下電流波形39。)。xlabel(39。t39。)蘭州理工大學畢業(yè)論文36ylabel(39。is dq39。)。grid onfigureplot(,39。r39。)hold onplot(,39。b39。) hold onplot(,39。y39。)hold offtitle(39。三相靜止電流波形39。)。grid onfigureplot(X,Y,39。b39。)title(39。定子磁鏈軌跡39。)。grid onfigureplot(,39。b39。)title(39。直流電壓波形39。)。grid onfigureplot(,39。b39。)title(39。轉速波形39。)。grid onfigureplot(,39。b39。)title(39。轉矩波形39。)。grid onfigureplot(X1,Y1,39。b39。)title(39。轉子磁鏈軌跡39。)。grid on蘭州理工大學畢業(yè)論文371. 異步電機轉速波形0 11000100200300400500600 三 三 三 三tn 三 三 三 三三 三 三 三查看從 到 1s 內的異步電機轉速性能觀測波形，如下圖： 1430440450460470480490500510 三 三 三 三tn 三 三 三 三三 三 三 三分析轉速波形超調量 %，調節(jié)時間 。t= 時，突加負載后，轉速有所降低，但很快達到穩(wěn)定，性能良好。2. 啟動和突加負載時的轉矩波形蘭州理工大學畢業(yè)論文380 12001000100200300400 三三三三tTe 三三三三三三三三 仿真結果表明實際轉速對給定轉速表現出很好的跟蹤性能，超調量較小，調節(jié)時間較短；轉矩和轉速均在 時達到穩(wěn)態(tài)；突加負載后，轉速基本上保持穩(wěn)定，轉矩增大，并保持穩(wěn)定。1 0 1101 三三三三三三xY4. 轉子磁鏈軌跡蘭州理工大學畢業(yè)論文39 0 0 三三三三三三xy5. 直流母線電壓波形:0 1050100150200250300350400450 三 三 三 三 三 三tu dc6. 電子電流波形蘭州理工大學畢業(yè)論文40 0 11000500050010001500 三 三 三 三 三 三 三 三tis abc isaisbisc： 115010050050100150 三 三 三 三 三 三 三 三tis abc isaisbisc蘭州理工大學畢業(yè)論文41 0 1600400200020040060080010001200 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三tis dq isqisd： 115010050050100150 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三tis dq isqisd由轉矩和定子電流的波形看出，轉矩和定子電流均存在脈動太大的問題，這是本文做得不足而需要改進的地方。分析一下，應該有以下的原因：蘭州理工大學畢業(yè)論文42首先，直接轉矩控制系統使用了轉矩滯環(huán)控制器來控制電機的轉矩，使得實際轉矩值保持在其給定值的一定范圍之內變化，這導致了輸出轉矩必然存在一定的脈動范圍。其次，在實際的數字化控制系統中，輸出轉矩脈動也受到系統采樣周期的影響。系統采樣周期的大小很大程度上決定了轉矩脈動的幅值，采樣周期越小，輸出轉矩的脈動越小。但是，系統的采樣周期不能無限減小，它受到硬件性能的限制。再次，由于標準的電壓源型逆變器只有 6 個非零電壓向量和 2 個零電壓向量可供選擇，而這 6 個非零電壓向量在空間上是相隔 分布的，所以電壓向量的切換是步進0?式的。根據定子電壓向量和定子磁鏈之間的關系，電壓向量作用后定子磁鏈可以產生相應的快速變化，因此定子磁鏈的變化也是接近步進式的。而轉子磁鏈相對于定子磁鏈變化緩慢，在一個采樣周期的很短時間內可近似視為不變， 這樣導致轉矩角產生了階躍式的變化，因此電磁轉矩的變化相應也是階躍式的，并最終造成了較大的轉矩脈動。蘭州理工大學畢業(yè)論文43結 論在這次論文完成的過程中，我翻閱了許多的相關資料，加深了對所學的基本理論、專業(yè)知識的理解，并綜合運用所學知識來解決實際的問題，學習軟件仿真的基本技能，基本程序和基本方法。針對交流異步電機變頻調速系統的直接轉矩控制方案進行了系統化的建模和仿真。在Matlab 環(huán)境下，利用Simulink 和Power System Blockset，采用結構化和模塊化的方法，構建系統仿真模型，并對其動態(tài)及穩(wěn)態(tài)性能進行仿真實驗。通過對異步電機數學模型和直接轉矩控制原理的進一步的學習，我知道，異步電機是一個多變量、強耦合、參數時變的非線性對象，必須從動態(tài)模型出發(fā)，分析異步電機的轉矩和磁鏈控制規(guī)律。直接轉矩控制是通過選擇電壓空間矢量來控制定子磁鏈的旋轉速度，控制定子磁鏈走走停停，以改變定子磁鏈的平均旋轉速度的大小，進而改變轉矩角的大小，以達到控制電動機轉矩的目的。它采用兩個滯環(huán)控制器，分別比較定子給定磁鏈和實際磁鏈、給定轉矩和實際轉矩的差值，然后根據這兩個差值查詢逆變器電壓矢量開關表得到需要加在異步電機上的恰當的電壓開關矢量，最后通過PWM逆變器來實現對異步電機的控制。在對異步電機直接轉矩控制變頻調速系統的建模和仿真的過程中，我在圖書館、電子圖書室查閱了有關的技術資料，通過查閱資料和分析，拓寬了我們的專業(yè)知識領域。期間，我曾遇到過很多困難，比如系統仿真模型的正確建立，模型參數的設置和調整，系統模型的模塊化調試，以及對調試中出現的錯誤和警告的分析和排除等等。整個任務的完成離不開自己的努力，更離不開導師的悉心指導和幫助，我也因此提高了自身仿真研究的能力，發(fā)現問題與解決問題的能力，掌握和運用專業(yè)知識的能力，并再次認識到及時與老師和同學交流和溝通的重要性。畢業(yè)論文完成了，我也從中收獲了不少東西，這對我以后的學習和工作帶了極大的幫助。我們的大學的生活將要以此作為一個結束，雖然即將告別大學生活，但我們的學習之路并沒有結束，我們追求自己未來事業(yè)的決心才剛剛開始。大學給了我一個追求輝煌的夢想，而我將在這個夢想的指引下努力翱翔！參考文獻[1] [M].北京：中機械工業(yè)出版社，2022 [2] [M].北京：機械工業(yè)出版社[M]，蘭州理工大學畢業(yè)論文442022 [3] 王成元,夏加寬,楊俊友,：電機現代控制技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2022 [4] 逆變技術及應用[M].北京：中國電力出版社[M], 2022 [5] [M].北京：機械工業(yè)出版社,2022 [6] 李鶴軒,[M].北京：機械工業(yè)出版社[M], 2022 [7] （第三版）[M].北京：機械工業(yè)出版社[M],2022 [8] [M].北京：電子工業(yè)出版社,2022 [9] [M].北京：清華大學出版社,2022 [10]楊耕，[M].北京:清華大學出版社,2022 [11] MATLAB 仿真[M].北京：中國電力出版社,2022 [12] MATLAB 仿真[M].北京：機械工業(yè)出版社,2022. 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INTRODUCTIONTHE induction motor (IM), thanks to its wellknown advantages of simple construction, reliability, ruggedness, and low cost, has found very wide industrial applications. Further more,