【正文】 () 令 就可以將式（）寫(xiě)成 () 整理上式得到： () 式（）是狀態(tài)方程形式的鼠籠電機(jī)的BC兩相導(dǎo)通的數(shù)學(xué)模型。其原因在于式（）所用的兩相坐標(biāo)的軸的方向三相坐標(biāo)的重合。下面以B相電流截至情況為例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明，具體方法如下：式(3．1)中等號(hào)右邊的三相坐標(biāo)變量是按照ABC順序排列的，因此其等號(hào)左邊的變量均為基于該順序的兩相坐標(biāo)變量。 （） 其中： （） 其中： （） 其中： ，首先應(yīng)用式()將ABC順序的三相變量轉(zhuǎn)換為BCA順序的三相變量，然后將BCAJJ頂序的三相變量在經(jīng)過(guò)式()的Park變換，得到了基于BCA順序的兩相坐標(biāo)變量和，注意到此時(shí)的=0，仍然應(yīng)用式()計(jì)算出此時(shí)的BCA順序的兩相電流變量和，再通過(guò)式()得；通過(guò)式()(將BCA順序的變量變換到ABC順序的變量)()(Park變換)得到ABC順序的三相變量。 AC兩相導(dǎo)通時(shí)的變量變換過(guò)程的變換，成功將式()中的第一行解耦出來(lái)，得到鼠籠式異步電機(jī)AC兩相導(dǎo)通的數(shù)學(xué)模型對(duì)于C相電流截止的情況，其處理方法與B相電流截止的方法相似，用到的公式()、()和()分別與公式()、()和()對(duì)應(yīng)。在三相均不導(dǎo)通時(shí)，有，而電機(jī)的端電壓就等于內(nèi)電勢(shì)，在根據(jù)式（）有 （） （） 式()又可以寫(xiě)成： 其中： （） 式()即為鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)三相全不通時(shí)的狀態(tài)方程。其仿真模型包括四個(gè)主要部分：電源電壓部分、Park變換部分、電機(jī)模型部分和Park逆變換部分。這里主要給出關(guān)鍵部分一一電機(jī)模型部分的模型構(gòu)建方法。圖中integrator為積分器。式()。對(duì)該模型仿真得到的定子電流、。、兩相導(dǎo)通以及三相全不導(dǎo)通各模式下的數(shù)學(xué)模型，可以用MATLAB語(yǔ)言編寫(xiě)M文件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 首先，程序的初始化部分包括電機(jī)參數(shù)選擇、仿真步長(zhǎng)設(shè)定、仿真總時(shí)間設(shè)置(是其步長(zhǎng)的整數(shù)倍)、電流極小值設(shè)定(如果某相電流的絕對(duì)值小于，則認(rèn)為該相電流為零)以及電流截止建(或觸發(fā)角)設(shè)定等。然后依次檢測(cè)A相、B相和C相的電流是否為零。若三相的電流都沒(méi)有過(guò)零，則返回到三相導(dǎo)通模式。則程序進(jìn)入三相全不導(dǎo)通模塊，否則說(shuō)明B相和c相電流都不為零，則程序返回到BC兩相導(dǎo)通。 程序進(jìn)入三相全不導(dǎo)通模塊后，則等待觸發(fā)脈沖的到來(lái)，如果BC相被觸發(fā)則進(jìn)入BC兩相導(dǎo)通模塊。同時(shí)在不同的模塊之間進(jìn)行切換，直到循環(huán)至預(yù)先設(shè)置的仿真總(結(jié)束)時(shí)間到。(包括各相相電流曲線、轉(zhuǎn)速曲線和轉(zhuǎn)矩曲線等)。 () 以三相導(dǎo)通電機(jī)模型狀態(tài)方程()為例，采用四階龍格庫(kù)塔算法的表達(dá)式如式()所示。另外，由于轉(zhuǎn)速變化的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電流變量的變化速度，這里計(jì)算轉(zhuǎn)速變量時(shí)采用一階歐拉積分法，如式()所示。 A相定子電流波形 電磁轉(zhuǎn)矩波形 轉(zhuǎn)速波形“M文件模型”仿真得到的波形(電流截止角為15度)第4章 交流調(diào)壓鼠籠式電機(jī)軟啟動(dòng)的恒流控制方法研究本章主要研究交流調(diào)壓鼠籠式異步電機(jī)的啟動(dòng)電流的控制方法，盡管第三章提出了仿真模型，但是由于它是一個(gè)多變量、時(shí)變、非線性和強(qiáng)耦合的系統(tǒng)，很難得到適用于控制器設(shè)計(jì)的解析模型，這給采用一些理論性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法帶來(lái)困難。PID控制是應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律，PID控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、控制效果好和魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)，且PID算法原理簡(jiǎn)明，參數(shù)物理意義明確，是一種公認(rèn)的良好控制方案。本節(jié)采用的觸發(fā)方案是電壓同步寬脈沖觸發(fā)。圖中的被控對(duì)象為交流調(diào)壓電路和鼠籠式異步電機(jī)，輸入量c為系統(tǒng)給定，即為電機(jī)最大啟動(dòng)電流的設(shè)定值。系統(tǒng)的輸出為定子電流i，控制量u的物理意義為觸發(fā)角，而且控制量u由式4．1 () 傳統(tǒng)PID控制的電流閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖式中Kp、Ki、Kd為常數(shù)，分別稱為比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)。但是，對(duì)于一定的系統(tǒng)，合理的參數(shù)組并不唯一，PID參數(shù)的整定是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的、與現(xiàn)場(chǎng)操作經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)的非常細(xì)致的工作。采用臨界比例度法的整定過(guò)程是：將對(duì)象與一比例控制器接成閉環(huán)，調(diào)節(jié)比例作用直至系統(tǒng)輸出出現(xiàn)不衰減的等幅振蕩，記錄下臨界振蕩周期和增益，則控制器的參數(shù)可以通過(guò)查表確定。響應(yīng)曲線法的整定過(guò)程是：將比例系數(shù)置為1，積分系數(shù)和微分系數(shù)都置為0，得到開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線，并從該響應(yīng)曲線上獲取相關(guān)的信息，最后由經(jīng)驗(yàn)公式算出PID控制器的各參數(shù)。更加直觀的說(shuō)明了被控對(duì)象的特點(diǎn)。采用湊試法的具體整定步驟：(1)首先調(diào)節(jié)KpKp、Ki和Kd為零，在使K，為某一經(jīng)驗(yàn)初值的條件下，將系統(tǒng)投入運(yùn)行，再根據(jù)系統(tǒng)的響應(yīng)來(lái)整定K口。經(jīng)過(guò)多次經(jīng)驗(yàn)選定Kp=8。由該響應(yīng)曲線可以看出，在啟動(dòng)過(guò)程的絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)，響應(yīng)值都小于給定值，即存在一定的“靜差”。在(1)中Kp整定的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)選定Ki=150。 Kp=Ki=150、Kd=O時(shí)的定子電流曲線(3)引入微分作用首先將Kd按經(jīng)驗(yàn)值設(shè)置，并由小到大加入，若曲線超調(diào)量大而衰減慢，則需要增大Kd，若曲線振蕩厲害，則應(yīng)減小Kd，觀察曲線，在適當(dāng)調(diào)節(jié)Kp和Ki，反復(fù)調(diào)試直到得到滿意的過(guò)渡過(guò)程曲線為止。圖4．5是在給定為Kp=Ki=150、Kd=0．02時(shí)的響應(yīng)曲線，可以看出其曲線振蕩的幅度明顯減小，同時(shí)啟動(dòng)過(guò)程的整體曲線較好，該參數(shù)也是最后整定的參數(shù)。a) A相定子電流波形和轉(zhuǎn)速波形b) A相定子電流波形和觸發(fā)脈沖波形本節(jié)的仿真結(jié)果再次驗(yàn)證了第二章得出的結(jié)論。新型的軟啟動(dòng)器應(yīng)運(yùn)而生，其采用的電力半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)功能實(shí)際上無(wú)磨損，并且使用壽命長(zhǎng)，功耗小，加之微機(jī)控制技術(shù)與電力電子技術(shù)的緊密結(jié)合，可以更靈活的實(shí)現(xiàn)降壓?jiǎn)?dòng)，也為電動(dòng)機(jī)的恒流啟動(dòng)提供了全新的思路和廣闊的空間。在查閱了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)以上問(wèn)題，本文對(duì)晶閘管移相交流調(diào)壓鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路的觸發(fā)方案穩(wěn)定性和啟動(dòng)電流的控制方面展開(kāi)了深入的研究和分析。分析了三相交流調(diào)壓電路的有限狀態(tài)機(jī)模型和移相范圍，提出了交流調(diào)壓電路的觸發(fā)穩(wěn)定性問(wèn)題，分析現(xiàn)有觸發(fā)方案，即電壓同步雙脈沖觸發(fā)的可靠性，確認(rèn)了六路觸發(fā)電壓同步的寬脈沖觸發(fā)方案，并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了結(jié)論。根據(jù)交流調(diào)壓鼠籠式電機(jī)的啟動(dòng)電流控制系統(tǒng)的特征，將PID控制器應(yīng)用于該控制系統(tǒng)，給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程，并通過(guò)MATLAB進(jìn)行了驗(yàn)證?！?】周希章、周全等編著．電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速[M]．機(jī)械丁業(yè)出版社?！?】 余洪明．“軟起動(dòng)”的由來(lái)和應(yīng)用．電工技術(shù)雜志。【6】 陶永華．新型PID控制及其應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出版社。【8】 王淑紅、朱玉紅．三相異步電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)．機(jī)床電氣。【10】 任禮維、林瑞光．電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)．浙江大學(xué)出版社?！?2】 R．S．Janardhana Iyengar and v．v．Sastry．Fuzzy Logic Based softstart for Induction MotorDrives．Conference Record ofthe 1995 IEEE，2005，1：121—128。【14】 Mauricio de Campos，Emerson Giovani Caratti，Hilton Abilio Grundling． Design of a PositionServo with Induction Motor Using SelfTuning Regulator and Kalman Filter．In：Industry Applications Confefence． New York，2000，16131618。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。