【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。

　　

【正文】 之間的相互關(guān)系建立。三者之間的關(guān)系見下表： 表 24 定子磁鏈所在扇區(qū)判別表 sa? s?? S 0sa? ? 22sss??????? ? ? 1 2ss? ???? 2 2ss? ????? 6 0sa? ? 22sss??????? ? ? 4 2ss? ???? 3 2ss? ????? 5 模塊輸入為定子磁鏈的兩個分量 sa? 、 s?? ，輸出 為定子磁鏈所在扇區(qū) S。 模塊框圖如圖 239 所示。 圖 239 定子磁鏈所在扇區(qū)判別模塊框圖 1 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 239 定子磁鏈所在扇區(qū)判別模塊框圖 2 該模塊通過邏輯值 1(二進(jìn)制 )邏輯值 2(二進(jìn)制 )真實值 (十進(jìn)制 )之間的轉(zhuǎn)換，最后得出定子磁鏈所在的扇區(qū)。 轉(zhuǎn)換過程如圖 240 所示： 圖 240 邏輯值 1 到邏輯值 2 的轉(zhuǎn)換原理 0sa? ? 2ss? ???? 2ss? ???? 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 轉(zhuǎn)換為如下表格 3Y 2Y 1Y 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 其中 1Y A B C A B C A B C? ? ? (229) 2Y A B C A B C A B C??? (230) 3Y A B C A B C A B C? ? ? (231) (6)電壓開關(guān)矢量選擇模塊 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 電壓開關(guān)矢量選擇模塊根據(jù)電壓開關(guān)矢量表建立。 表 25 電壓開關(guān)矢量表 sH? eTH (1)S (2)S (3)S (4)S (5)S (6)S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 1 5 6 4 1 0 0 0 0 0 0 0 1 6 2 3 1 4 5 模塊輸入為定子磁鏈控制器模塊的輸出SH?、轉(zhuǎn)矩控制器模塊的輸出eTH定子磁鏈所在扇區(qū)判別模塊的輸出 S，輸出為電壓開關(guān)矢量的二進(jìn)制表示。 模塊框圖如圖 241 所示。 圖 241 電壓開關(guān)矢量選擇模塊框圖 a 圖 241 電壓開關(guān)矢量選擇模塊框圖 b 模塊框圖 的第一部分的輸出是電壓開關(guān)矢量的十進(jìn)制表示，第二部分通過十進(jìn)制 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，得到電壓開關(guān)矢量的二進(jìn)制表示。 參數(shù)設(shè)置如下： ? ?( ) : (1 ) 1 2 ( 2 ) 1。f u u u? ? ? ? LookUp Table(2D) 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 Row index input values： [1， 2， 3， 4]； Column index input values： [1， 2， 3， 4]； Matrix of output values： [0 ， 0， 0， 0， 0， 0； 2， 3， 1， 5， 4， 0， 0， 0， 0， 0， 0；6， 2， 3， 1， 4， 5] (7)三相逆變器模塊 三相逆變器模塊根據(jù)三相逆變器供電的工作原理建立，其基本方程式如 下： 1 ( 2 )3a a b c dcu S S S V? ? ? (232) 1 ( 2 )3b b a c dcu S S S V? ? ? (233) 1 ( 2 )3c c a b dcu S S S V? ? ? (234) 其中， au , bu , cu 為三相交流電壓， dcV 為直流電壓， aS 、 bS 、 cS 表示三相橋臂所接電平的高低，高電平為 1，低電平為 0，共同構(gòu)成電壓開關(guān)矢量的二進(jìn)制表示。模塊輸入為電壓開關(guān)矢量的二進(jìn)制表示，輸出為相位互差 120 的三相交流電壓。 模塊框圖如圖 242 所示 ： 圖 242 三相逆變器模塊框圖 (8)三相 兩相變換模塊 三相 兩相變換模塊根據(jù)三相 兩相變換的基本方程式建立 。 1112 223 33022asabscuuuuu??? ???????? ????? ???? ??? ?????? (235) 模塊輸入為定子三相交流電壓分量 au , bu , cu ,輸出為定子兩相交流電壓分 量sau , su? 。 模塊框圖如圖 243 所示： 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 243 三相 兩相變換模塊框圖 至此，異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控 制系統(tǒng)仿真模型所需要的獨立模塊已經(jīng)搭建完畢，利用 Matlab 的封裝技術(shù)，可以把上述 8 個模整合，得到完整的異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型。 仿真結(jié)果及分析 為了驗證所建立的異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)模型的合理性和有效性，本文對控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗證。仿真所用到的電機(jī)參數(shù)如下： 額定電 u=500v,頻率 f=50Hz,額定轉(zhuǎn)速 v= 1480 / minr , R 4. 25s ??定 子 電 阻 ，轉(zhuǎn)子電阻 R ??,定子電感 ? , ?轉(zhuǎn) 子 電 感 ,定、轉(zhuǎn)子之間的互感 ?轉(zhuǎn) 子 電 感 ,極對數(shù) 2Pn? , N m??轉(zhuǎn) 動 慣 量 ,仿真時間t=2s. 仿真結(jié)果如圖 244， 圖 245， 圖 246， 圖 247 所示。 圖 244 定子磁鏈曲線 圖 245 電磁轉(zhuǎn)矩曲線 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 圖 246 負(fù)載轉(zhuǎn)矩曲線 圖 247 電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線 圖 244 至 圖 247 給出了異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 0～ 為電機(jī)啟動過程， 以后，進(jìn)入直接轉(zhuǎn)矩控制方式，給定定子磁值為，定子磁鏈滯環(huán)比較器帶寬為 ～ 。圖 244 仿真結(jié)果表明，定子磁鏈幅值被控制在 Wb～ Wb 之間。 ～ ，給定電磁轉(zhuǎn)矩幅值為 20N m。 ～ ，給定電磁轉(zhuǎn)矩幅值為 10 N m,電磁轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器帶寬為 2N m～ 2N m。 圖 245 所示仿真結(jié)果表明， ～ ，電磁轉(zhuǎn)矩被控制在 18 N m～ 22N m之間。 ～ , 電磁轉(zhuǎn)矩被控制在 8 N m～ 12N m之間。圖 247 所示仿真結(jié)果表明，電機(jī)啟動以后上升到額定轉(zhuǎn)速 1480 /minr ， 以后下降到 1170 /minr ， 以后又到 1290 /minr 。 仿真結(jié)果表明，定子磁鏈幅值和電磁轉(zhuǎn)矩幅值均被控制在給定值的一定范圍以內(nèi)，轉(zhuǎn)速響應(yīng)快速且平穩(wěn)，證明了本文所設(shè)計的異 步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的合理性和有效性。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 總結(jié)與展望 此設(shè)計首先分析了異步電動機(jī)在兩相任意速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系和兩相同步坐標(biāo)系三種不同坐標(biāo)系下的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，并就異步電動機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型在 Matlab 仿真環(huán)境下進(jìn)行了仿真后分析了異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理，介紹了異步電動機(jī)定子磁鏈估計的電壓 電流模型、電流 轉(zhuǎn)速模型和電壓 轉(zhuǎn)速模型 3 種基本模型，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了定子磁鏈估計的加權(quán)模型，并就上述 4 種模型在 Matlab 仿真環(huán)境下進(jìn)行了仿真驗證；分析了電壓 空間矢量對定子磁鏈幅值和電磁轉(zhuǎn)矩的影響，在分析對電磁轉(zhuǎn)矩影響時，考慮了定子磁鏈幅值的變化；最后就異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在 Matlab 仿真環(huán)境下進(jìn)證。仿真結(jié)果驗證了所設(shè)計的控制系統(tǒng)的正確性和有效性。 在傳統(tǒng)異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制中，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動過大、逆變器開關(guān)頻率不恒定、電機(jī)全速運(yùn)行范圍內(nèi)定子磁鏈的準(zhǔn)確估計等問題，在很大程度上限制了直接轉(zhuǎn)矩控制在交流調(diào)速運(yùn)動控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。針對上述問題，本文設(shè)計了一種新的定子磁鏈估計模型，總結(jié)如下 ， 異步電動機(jī)全速運(yùn)行范圍內(nèi)定子磁鏈的準(zhǔn)確估計是實現(xiàn)高性能的直接轉(zhuǎn) 矩控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。本文通過對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中定子磁鏈估計的三種基本模型的分析，設(shè)計了一種新的定子磁鏈估計的加權(quán)模型，來代替基本模型中的電壓 轉(zhuǎn)速模型，從而改善了電壓 轉(zhuǎn)速模型中電壓 電流模型和電流 轉(zhuǎn)速模型之間的平滑切換問題。 針對異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制理論和技術(shù)的研究，本文還有許多尚未完成的工作，還有待于進(jìn)一步研究，且本文所設(shè)計的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)只是在 Matlab 得到了驗證，距離實際的工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用還會面臨一些問題。如何把已有的解決方案運(yùn)用到工業(yè)現(xiàn)場中，實現(xiàn)運(yùn)動控制的簡單化、經(jīng)濟(jì)化和最優(yōu)化，將是一個更為艱巨的任務(wù)。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 參考文獻(xiàn) [1] 陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,20xx,190216 [2] 高景德 .交流電機(jī)及其系統(tǒng)分析 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 1993， 469486 [3] 洪乃剛 .電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的 MATLAB 仿真 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx，197211 [4] 張燕賓 .實用變頻調(diào)速技術(shù)培訓(xùn)教程 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,20xx [5] 藏英杰 . 交流電機(jī)的變頻調(diào)速 [M]. 北京：中國鐵道出版社 ， 1984 [6] 閻國華 . 三相異步電動機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行速查表 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,1993 [7] 王琰 .一種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制電壓矢量調(diào)制方法 [J].微特電機(jī)， 20xx， (3):2831 [24] [8] 王斌 .異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的探討與分析 [碩士學(xué)位論文 ].西安： 西安交通大學(xué)，20xx [9] 黃國治 .Y2 系列三相異步電動機(jī)技術(shù)手冊 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,20xx [10] 謝寶昌 .異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制新方法 [J]. 微特電機(jī)， 20xx， (3)： 911 [11] 李 夙 . 異步電動機(jī)直 接轉(zhuǎn)矩控制 [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , [12] 王沫然 . simulink 4 建模及動態(tài)仿真 [M]. 北京 : 電子工業(yè)出版社 , . [13] 賈建強(qiáng)等 . 基于 matlab/simulink 的交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真 [J]. 電機(jī)與控制學(xué)報 , 20xx(6):9193. [14] selfcontrol(dtc)of inverterfed induction machine[J]. ieee trans. on pe, vol, pe3, 1998, 4: 420429. [15] isao. takahashi new quickresponse and highefficiency control strategy of an induction motor[J].ieee trans. ind. applicat, 1986, 22(5): 820827. 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 致謝 從論文準(zhǔn)備工作開始到至今，我的論文已經(jīng)接近尾聲。感謝我的論文指導(dǎo)老師 — 張亞蘭老師，本課題在選題及研究 過程中得到了張老師的悉心指導(dǎo)。張 老師多次詢問研究 進(jìn)程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。張 老師一絲不茍的作風(fēng)， 嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，對張 老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。 感謝進(jìn)入大學(xué)以來對我有所幫助的所有老師，他們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)。在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。 感謝我的同學(xué)們，在生活學(xué)習(xí)上對我的關(guān)心和幫助。 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。 感謝李老師和唐老師在 組后時期對我工作上和生活上的幫助和教導(dǎo)，從你們身上我學(xué)會了很多，謝謝你們！ 也很感謝我的室友和朋友們，謝謝你們與我相伴同行，與你們的每一天我都很開心快樂！ 感謝文華學(xué)院在這三 年以來對我的栽培！ 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)