基于matlab的pmsm直接轉(zhuǎn)矩控制的建模方法的研究畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料
2025-06-30 15:35本頁(yè)面
【正文】 則，要給積分模塊賦一個(gè)初值。在 MATLAB/simulink 中建立了如圖 41 的系統(tǒng)仿真模型。工具箱提供的高級(jí)設(shè)計(jì)和分析能力可以通過(guò) Simulink 的屏蔽手段在仿真過(guò)程中執(zhí)行。（3）能夠擴(kuò)充和定制Simulink 的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)允許用戶(hù)擴(kuò)充仿真環(huán)境的功能。用戶(hù)可以通過(guò)下拉菜單執(zhí)行仿真，或者用命令行進(jìn)行批處理。Simulink 仿真具有以下的特點(diǎn)：（1）交互建模10Simulink 提供了大量的功能塊，方便用戶(hù)快速地建立動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，建模時(shí)只需要使用鼠標(biāo)拖放庫(kù)中的功能塊，并將它們連接起來(lái)；用戶(hù)可以通過(guò)將塊組成子系統(tǒng)建立多級(jí)模型；對(duì)塊和連接的數(shù)目沒(méi)有限制。Simulink 是從底層開(kāi)發(fā)的一個(gè)完整的仿真環(huán)境和圖形界面，是模塊化了的編程工具，它把 Matlab 的許多功能都設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)直觀的功能模塊，把需要的功能模塊用連線連起來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)需要的仿真功能了。Simulink提供了利用鼠標(biāo)拖放的方法來(lái)建立系統(tǒng)框圖模型的圖形界面，而且還提供了豐富的功能塊以及不同的專(zhuān)業(yè)模塊集合，利用 Simulink 幾乎可以做到不書(shū)寫(xiě)一行代碼即完成整個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模工作。隨著Matlab 版本的不斷升級(jí)，其所含的工具箱的功能也越來(lái)越豐富，因此應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛，成為涉及數(shù)值分析的各類(lèi)設(shè)計(jì)不可或缺的工具。Matlab 的推出得到了各個(gè)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的廣泛關(guān)注，其強(qiáng)大的擴(kuò)展功能更為各個(gè)工程領(lǐng)域提供了分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。它集數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體，構(gòu)成了一個(gè)方便的、界面友好的用戶(hù)環(huán)境。該控制算法徹底避免了傳統(tǒng)DTC控制以及SVM控制策8略中磁鏈工作扇區(qū)的判別以及矢量合成等復(fù)雜的數(shù)據(jù)和邏輯計(jì)算，特別適合于數(shù)字PWM控制器件，可以直接用于DSP 、FPGA 等控制平臺(tái)。在控制過(guò)程中，在每一個(gè)采樣周期開(kāi)始，非零導(dǎo)通時(shí)間所對(duì)應(yīng)的逆變器開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，向PMSM三相繞組供電，然后根據(jù)每相繞組的通電時(shí)間控制對(duì)應(yīng)功率開(kāi)關(guān)截止。為給定的定子磁鏈，與實(shí)際定子磁鏈相比較后，經(jīng)磁鏈滯環(huán)控制器輸出磁鏈增減信號(hào)，定子磁鏈保持在一個(gè)規(guī)定的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)矩控制器輸出 0 時(shí)，將減小實(shí)際轉(zhuǎn)矩。以 和 分別作為轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的給定值，te、ψs 分別為利用 αβ 坐標(biāo)系的電壓和電流估算得的轉(zhuǎn)矩和磁鏈實(shí)際值，在調(diào)速系統(tǒng)中可作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出，與實(shí)際轉(zhuǎn)矩比較后經(jīng)轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制器輸出轉(zhuǎn)矩增減信號(hào)。 永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的系統(tǒng)永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 34 所示，是一個(gè)包含速度和轉(zhuǎn)矩的雙閉環(huán)系統(tǒng)。一個(gè)周期內(nèi)? ?定子參考電壓矢量 的作用時(shí)間 根據(jù)式(8)和(9) 求得，即sust （13）ssssdt du?????上式中，雖然dψs和us都是空間矢量，但是二者方向相同，所以直接采用其幅值進(jìn)行計(jì)算。21S???? 逆變器開(kāi)關(guān)時(shí)間控制模型如圖2所示，設(shè)定當(dāng)前采樣周期的定子磁鏈?zhǔn)噶繛?，下一采樣周期的定子磁sn?+1 ，所以給定轉(zhuǎn)矩和估計(jì)轉(zhuǎn)矩之間存在誤差。v 1－v 6 為逆變器輸出電壓的空間電壓矢量,當(dāng)施加電壓矢量與 ψs 夾角小于 π/2 時(shí)，將使磁鏈幅值增加；當(dāng)大于π/2 時(shí),磁鏈幅值減小當(dāng)電壓矢量超前于 ψs 時(shí)，轉(zhuǎn)矩增加；落后于 ψs 時(shí)，轉(zhuǎn)矩減小。θ 1－θ 6 的分布見(jiàn)圖 33。利用這一特點(diǎn)，可以采用具有零電壓矢量的新型開(kāi)關(guān)表實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制，把零電壓矢量看成保持當(dāng)前轉(zhuǎn)矩的作用，利用零電壓矢量來(lái)減小轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，以及減少逆變器開(kāi)關(guān)次數(shù)和轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)。為了獲得盡可能小的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，定子的合成磁鏈空間矢量最好采圓形軌跡，參考磁鏈的幅值|ψ3s|為常量，如圖 32所示。 永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)矩增量與定子電壓空間矢量關(guān)系模型ψs 與 α 軸的夾角為 θs，則在 αβ 軸系中，定子的合成空間磁鏈?zhǔn)噶?ψs以角速度 219。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步推導(dǎo)，得轉(zhuǎn)矩控制的基本方程式： (7)2sin3()24fpsepsddLTnL??????????對(duì)于隱極式永磁同步電機(jī)，l q=ld，故(7) 式可寫(xiě)為： (8) 3sin2epsfdTnL???對(duì)于永磁同步電機(jī)，轉(zhuǎn)子磁鏈 不變，當(dāng)定子磁鏈 不變時(shí)，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩只與轉(zhuǎn)矩 δ 有關(guān)。如下圖 31 所示。先推導(dǎo)轉(zhuǎn)矩角與電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)關(guān)系。因此這兩種電機(jī)的性能有所不同。在表面式永磁同步電動(dòng)機(jī)中，永磁體通常呈瓦片形，并位于轉(zhuǎn)子鐵心的外表面上，這種電機(jī)的重要特點(diǎn)是直、交軸的主電感相等；而內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，永磁體外表面與定子鐵心內(nèi)圓之間有鐵磁物質(zhì)制成的極靴，可以保護(hù)永磁體。永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同，則電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性、控制系統(tǒng)等也不同。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，在定子上產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)波形也有兩種：一種為正弦波；另一種為梯形波。正由于這樣，同步電動(dòng)機(jī)的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動(dòng)機(jī)是一個(gè)容性負(fù)載。本文中利用 MATLAB 軟件下的 Simulink 仿真工具對(duì) PMSM DTC 系統(tǒng)進(jìn)行仿真；同時(shí)還詳細(xì)地介紹了 DTC 系統(tǒng)中各控制計(jì)算單元的模型的建立，并分析控制系統(tǒng)的性能。由于永磁同步電動(dòng)機(jī)具有體積小、重量輕、運(yùn)行可靠、功率密度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，將DTC控制策略應(yīng)用于永磁同步電機(jī)控制中，以提高電機(jī)的快速轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，成為研究者關(guān)注的課
規(guī)章制度相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1