【正文】 21所示。如果忽略定子電阻，可得下式： (216)或者 (217)上式表明，定子磁鏈?zhǔn)噶康脑隽繛殡妷菏噶縆與時(shí)間增量出的乘積，也就是說它與逆變器的六個(gè)非零電壓矢量之間存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如圖214，215所示。通過查表21，可以選擇適當(dāng)?shù)碾妷菏噶孔饔糜陔姍C(jī)，其電壓矢量實(shí)際上同時(shí)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈進(jìn)行控制?？梢?，電壓矢量、和作用時(shí)，磁鏈會(huì)增大；而當(dāng)、和作用時(shí)，磁鏈會(huì)減小。零矢量(或)使電機(jī)終端短路，此磁鏈和轉(zhuǎn)矩保持不變。表22電壓矢量引起的磁鏈和轉(zhuǎn)矩的變化電壓矢量 0例如，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在圖214中扇區(qū)s(2)的B點(diǎn)，此時(shí)磁鏈過高，轉(zhuǎn)低，即=1，=1，由此查表21，可知下一步電壓矢量將作用變器，即產(chǎn)生軌跡BC 段。如果需要，系統(tǒng)還可以加上速度控制環(huán)節(jié)和弱磁控制。在異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，在電動(dòng)機(jī)全速運(yùn)行范圍內(nèi)準(zhǔn)確無誤地估計(jì)定子磁鏈?zhǔn)菍?shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)高動(dòng)態(tài)性能的前提和保證。ui模型是用定子電壓和定子電流來確定定子磁鏈的模型。這種模型只有在被積分的差值較大時(shí)才能提供正確的結(jié)果，只有在10％額定轉(zhuǎn)速以上，特別是在30％額定轉(zhuǎn)速以上時(shí)，才能夠非常準(zhǔn)確地估計(jì)定子磁鏈。在30％額定轉(zhuǎn)速下范圍內(nèi)，由于定子電阻壓降不可忽略，故定子磁鏈只能根據(jù)轉(zhuǎn)速來計(jì)算。模型的基本方程式如下： (219) (220)un模型是ui模型和in模型的綜合。由in模型向ui模型切換需要一個(gè)電流PI調(diào)節(jié)器，它的作用是強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)模型電流與實(shí)際的電動(dòng)機(jī)電流相等，這樣可以提高電動(dòng)機(jī)模型的仿真精度。為了表達(dá)清楚，重列un模型的基本方程如下： (221) (222) (223) (224)3 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真研究異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型總體結(jié)構(gòu)圖如圖236所示。根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真模型總體結(jié)構(gòu)圖，逐步建立每一個(gè)模塊，然后整合在一起，就可以得到完整的控制系統(tǒng)仿真模型。(1)異步電動(dòng)機(jī)模塊異步電動(dòng)機(jī)模塊采用異步電動(dòng)機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。此模塊已在本章第1節(jié)做了詳細(xì)介紹，此處不再贅述。模塊輸入為定子電壓的兩個(gè)分量、和定子電流的兩個(gè)分量、輸出為定子磁鏈的幅值。(3)定子磁鏈控制器模塊定子磁鏈控制器模塊采用雙電平模式，根據(jù)Matlab模塊建立。模塊輸入為給定定子磁鏈幅值和實(shí)際定子磁鏈幅值，輸出為。當(dāng)給定轉(zhuǎn)矩大于實(shí)際轉(zhuǎn)矩時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)碾妷菏噶恳栽龃筠D(zhuǎn)矩；當(dāng)給定轉(zhuǎn)矩小于實(shí)際轉(zhuǎn)矩時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)碾妷菏噶恳詼p小轉(zhuǎn)矩。 （227）, =0 （228）模塊框圖如圖238所示：圖238電磁轉(zhuǎn)矩控制器模塊框圖參數(shù)設(shè)置如下：Switch on point： 2 Switch off point：2Output when on： 1 Output when off：0(5)定子磁鏈所在扇區(qū)的判別模塊定子磁鏈所在扇區(qū)判別模塊根據(jù)定子磁鏈的兩個(gè)分量、和給定定子磁鏈幅值三者之間的相互關(guān)系建立。模塊框圖如圖239所示。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111101110011001010轉(zhuǎn)換為如下表格 001 01011 0100011 101其中 (229) (230) (231)(6)電壓開關(guān)矢量選擇模塊電壓開關(guān)矢量選擇模塊根據(jù)電壓開關(guān)矢量表建立。模塊框圖如圖241所示。參數(shù)設(shè)置如下： LookUp Table(2D)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；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： (232) (233) (234)其中，,為三相交流電壓，為直流電壓，、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。模塊框圖如圖243所示：圖243三相兩相變換模塊框圖至此，異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真模型所需要的獨(dú)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(gè)模整合，得到完整的異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型。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=,，轉(zhuǎn)子電阻,定子電感,定、轉(zhuǎn)子之間的互感,極對(duì)數(shù),仿真時(shí)間t=2s.仿真結(jié)果如圖244，圖245，圖246，圖247所示。0～，進(jìn)入直接轉(zhuǎn)矩控制方式，～?！?，給定電磁轉(zhuǎn)矩幅值為20N～，給定電磁轉(zhuǎn)矩幅值為10 Nm～2N圖245所示仿真結(jié)果表明，～，電磁轉(zhuǎn)矩被控制在18 Nm之間。m～12N圖247所示仿真結(jié)果表明，電機(jī)啟動(dòng)以后上升到額定轉(zhuǎn)速?？偨Y(jié)與展望此設(shè)計(jì)首先分析了異步電動(dòng)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(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并就異步電動(dòng)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(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理，介紹了異步電動(dòng)機(jī)定子磁鏈估計(jì)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(jì)了定子磁鏈估計(jì)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(yàn)證；分析了電壓空間矢量對(duì)定子磁鏈幅值和電磁轉(zhuǎn)矩的影響，在分析對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩影響時(shí)，考慮了定子磁鏈幅值的變化；最后就異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在Matlab仿真環(huán)境下進(jìn)證。在傳統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制中，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)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(jì)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(dòng)控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。本文通過對(duì)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中定子磁鏈估計(jì)的三種基本模型的分析，設(shè)計(jì)了一種新的定子磁鏈估計(jì)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。如何把已有的解決方案運(yùn)用到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制的簡(jiǎn)單化、經(jīng)濟(jì)化和最優(yōu)化，將是一個(gè)更為艱巨的任務(wù)。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)。張老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，對(duì)張老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。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(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。 盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文密級(jí)：□公開 □保密（___年__月至__年__月）(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)作者簽名：_______ 導(dǎo)師簽名：______________年_____月_____日 _______年_____月_____日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗(yàn)。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果沒有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。從這里走出，對(duì)我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。感謝老師四年來對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛護(hù)。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真