【正文】 e vector modulation； flux observation； deadbeat； speed sensorless 目 錄 1 緒論 .............................................................................................................................. 1 交流調速技術的發(fā)展和現(xiàn)狀 ............................................................................ 1 直接轉矩控制技術的產生背景及研究現(xiàn)狀 .................................................... 2 直接轉矩控制技術的產生背景 ............................................................ 2 直接轉矩控制技術的研究現(xiàn)狀 ............................................................ 3 本論文的研究內容 ........................................................................................... 6 ２ 直接轉矩控制 ............................................................................................................. 8 異步電機數(shù)學模型 ........................................................................................... 8 逆變器數(shù)學模型 ............................................................................................. 10 直接轉矩控制系統(tǒng) ......................................................................................... 11 ３ 采用空間矢量調制的直接轉矩控制系統(tǒng) ................................................................ 17 空間矢量調制原理 ......................................................................................... 17 空 間矢量調制直接轉矩控制系統(tǒng) .................................................................. 20 SVMDTC仿真 .................................................................................................. 21 ４ 無差拍直接轉矩控制系統(tǒng) ....................................................................................... 25 無差拍直接轉矩控制 ..................................................................................... 25 無差拍控制算法改進 ..................................................................................... 28 無差拍直接轉矩控制系統(tǒng) .............................................................................. 30 無差拍直接轉矩控制系統(tǒng)仿真 ...................................................................... 31 ５ 磁鏈觀測和速度估計 ............................................................................................... 36 磁鏈觀測 ......................................................................................................... 36 飽和反饋法 ......................................................................................... 36 幅值補償法 ......................................................................................... 39 自適應補償法 ..................................................................................... 40 速度估計 ......................................................................................................... 43 擴展卡爾曼濾波器 .............................................................................. 44 速度估計濾波器算法 .......................................................................... 46 速度估計仿真 ..................................................................................... 50 ６ 直接轉矩控制系統(tǒng)的數(shù)字化實現(xiàn) ............................................................................ 54 控制系統(tǒng)的硬件構成 ..................................................................................... 54 無差拍直接轉矩控制軟件設計 ...................................................................... 56 實驗結果 ......................................................................................................... 59 結 論 .......................................................................................................................... 65 參考文獻 .......................................................................................................................... 67 1 緒論 交流調速技術的發(fā)展和現(xiàn)狀 能源和環(huán)境始終是當今全球經濟發(fā)展的兩條相互交織的主線。本文分析了擴展卡爾曼濾波器轉速估計算法，建立了轉速估計模型，研究了 系統(tǒng) 對干擾的適應能力。 分析了幾 種 磁鏈觀測方法，研究了電機參數(shù)變化和電流測量誤差對其影響。 研究了一種新的無差拍直接轉矩控制算法，該算法計算簡單、物理意義明確、不用求解二次方程。 基于這兩方面的內容，本文針對直接轉矩控制系統(tǒng) 進行了分析和研究。 空間矢量調制技術可以使逆變器的開關頻率固定，減小轉矩脈動；無差拍控制可以在一個采樣周期內消除磁鏈和轉矩的誤差。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設計）或與該論文（設計）直接相關的學術論文或成果時，單位署名為 。 論文（設計）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設計）版權使用授權書 本畢業(yè)論文（設計）作者同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文（設計）的復印件和電子版，允許論文（設計）被查閱和借閱。 畢業(yè)論文（設計）誠信聲明 本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設計）是在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標注，論文中的結論和成果為本人獨立完成，真實可靠，不包含他人成果及已獲得 或其他教育機構的學位或證書使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人授權青島農業(yè)大學可以將本畢業(yè)論文（設計）全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設計）。 論文（設計）作者簽名： 日期： 年 月 日 指 導 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日 摘 要 直接轉矩控制是一種控制思想新穎、系統(tǒng)結構簡明、動靜態(tài)特性優(yōu)良的新型高性能交流調速傳動控制技術，但是存在一些不足之處。因此，空間矢量調制技術和無差拍控制的結合是一種很有希望提高直接轉矩控制性能的方法。 介紹了 空間矢量調制技術的原理，對采用空間矢量調制的直接轉矩控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)直接轉矩控制系統(tǒng)進行了比較。仿真結果表明控制效果比較好，對定子電流干擾和電機參數(shù)變化有一定的魯棒性。 無速度傳感器技術可以提高交流傳動控制系統(tǒng)的可靠性。 對本文所 研究的無差拍直接轉矩控制系統(tǒng)進行了實驗研究，采用了新的磁鏈觀測方法，運用匯編語言編程，在 DSP 實驗平臺上初步驗證了系統(tǒng)設計的可行性。 能源的緊張不僅制約了相當 多發(fā)展中國家的經濟增長，也為許多發(fā)達國家?guī)砹讼喈敶蟮膯栴} ， 節(jié)能降耗已經成為世界各國普遍采取的措施。 電力電子技術、微電子技術、現(xiàn)代控制理論的不斷完善和發(fā)展，為交流調速的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，使交流調速系統(tǒng)逐步具備了寬調速范圍、高穩(wěn)速精度、快速動態(tài)響應和四象限運行等技術性能，完全可與直流調速系統(tǒng)相媲美，從而 開辟了交流調速的新紀元 [1]。 20 世紀 50年代出現(xiàn)的晶閘管使交流調速擺脫了笨重的旋轉變頻機組，標志著 電力電子的誕生 。隨后又出現(xiàn)了 GTR、 GTO 和 功率 MOSFET 等自關斷全控型第二代電力電子器件。 從 90 年代 到現(xiàn)在 電力電子器件正朝著 大功率化、高速化、 模塊化、智能化的方向發(fā)展 。從電力電子器件的發(fā)展歷史來看，每一代新型電力電子器 件的出現(xiàn)，總是帶來一場電力電子技術的革命，而每一場電力電子技術的革命都預示著新一代交流調速系統(tǒng)的產生。在變頻技術日新月異發(fā)展的同時，交流調速系統(tǒng)控制技術取得了突破性進展。但是其系統(tǒng)控制是從 電機 穩(wěn)態(tài)方程出發(fā)研究其控制特性，動態(tài)控制效果不理想。直接轉矩控制是 80 年代中期提出的又一種轉矩控制方法，其思路是把電機與逆變器看作一個整體，采用空間電壓矢量分析方法在定子坐標系進行磁 鏈 、轉矩計算，通過 磁鏈 跟蹤型 PWM 逆變器的開關狀態(tài) 直接控制轉矩。隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，交流調速系統(tǒng)控制技術的發(fā)展方興未 艾，非線性解耦控制、人工神經網(wǎng)絡控制、模糊控制等各種新的控制策略正在不斷涌現(xiàn)，展現(xiàn)出更為廣闊的前景，進一步推動交流調速技術的發(fā)展。微處理器的引入，促進了交流調速技術由模擬化向數(shù)字化的轉變。 目前適于交流傳動系統(tǒng)的微處理器有單片機（如 凌陽科技的 SPMC 系列 ）、數(shù)字信號處理器（如 德州儀器 的 TMS320F 系列 ）、專用集成 電路（ Application Specific Integrated Current—— ASIC）等。核心控制算法的實時完成、功率器件驅動信號的產生以及系統(tǒng)的監(jiān)控、保護功能都可以通過微處理器實現(xiàn)，為交流調速系統(tǒng)的控