基于转矩误差预测和SVPWM的异步电机控制研究

针对传统的异步电机直接转矩控制在低速时存在转矩脉动较大的问题,提出了一种减小转矩脉动的直接转矩控制方法.在传统的异步电机直接转矩控制基础上分析了低速时转矩脉动的原因,提出转矩误差预测控制和SVPWM相结合的方法,预测出下一个周期初始非零电压矢量和零电压矢量作用的时间,减少零电压和非零电压切换的次数,可减小转矩的脉动.仿真结果表明,该方法可使转矩快速地收敛于给定值,系统的转矩平稳、性能良好.     

基于模糊DSVM控制策略的异步电机直接转矩控制

针对传统的异步电机直接转矩控制系统低速转矩脉动大、磁链轨迹内陷、电流畸变严重以及开关频率不固定等缺点,基于离散空间电压矢量调制（DSVM）技术和模糊控制技术提出一种改善异步电动机直接转矩控制系统低速运行性能的控制策略。将一个控制周期细分为朋个时间片,每个时间片输出1个电压矢量,可以合成多个等效的空间电压矢量,供控制策略选择,优化了开关选择表。采用模糊控制器选择电压工作矢量,取代传统的滞环比较控制器。仿真结果表明,改进的DSVM控制策略及模糊控制算法的应用,有效改善了直接转矩控制的低速运行性能。在开关频率恒定的前提下,低速时磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少,平均转矩脉动降低为3．1％。     

减小三相异步电机DTC控制系统中转矩脉动的新方案

针对传统直接转矩控制系统存在低速运行时转矩脉动较大的问题,在对电压矢量和转矩脉动生成的关系进行分析和验证的基础上,提出了一种利用零矢量代替反向矢量的方案,同时对转矩和磁链的滞环控制器进行改进优化,用来解决转矩脉动大的问题.仿真结果表明:采用该方案后转矩脉动从4 N·m降至1.5 N·m左右,优化了系统性能,拓展了系统低速调节范围.     

基于反推算法的六相感应电机SVM-DTC控制方法

针对传统直接转矩控制运行时存在逆变器开关频率不恒定、转矩脉动大的问题,从六相电机空间矢量解耦特点入手,提出了一种转子磁链闭环的六相感应电机反推式空间矢量调制与直接转矩控制(space vector modulation and direct torque control,SVM-DTC)方法.首先,分析和建立了六相电机数学模型,并运用新虚拟电压平衡矢量来确定空间电压矢量脉宽调制(space voltage vector pulse width modulation,SVPWM)方案以便减小电机定子谐波电流;其次,应用反推算法设计转速反推控制器替代传统直接转矩控制中的转速PI控制器,应用转矩反推控制器与磁链反推控制器得到静止坐标系下的定子电压实际分量;最后,在Matlab/Simulink中进行系统的仿真验证.通过仿真与PI控制的改进DTC方法相对比可知,该控制方案下电机具有响应速度快、转矩脉动小、可调参数少和可改善定子电流波形等优点,并使逆变器工作在恒定开关频率下.     

异步电机快速转矩控制研究

介绍了间接转矩控制（ISC）的基本原理,并通过动态磁场削弱技术和SVPWM过调制技术,将间接转矩控制由低速区扩展到全速度区。在仿真基础上,对所提出的算法和传统的直接转矩控制算法所得磁链茄转矩波形进行了对比。结果显示：动态磁场削弱技术的应用,会使转矩响应时间缩短,控制系统响应速度加快,从而证明了异步电机快速转矩控制算法具有良好的转矩和电流控制性能。     

多相永磁同步电机多维优化矢量控制

针对传统直接转矩控制运行时存在逆变器开关频率不恒定、转矩脉动大的问题,从六相电机空间矢量解耦特点入手,提出了一种转子磁链闭环的六相感应电机反推式空间矢量调制与直接转矩控制（space vector modulation and direct torque control,SVM-DTC）方法.首先,分析和建立了六相电机数学模型,并运用新虚拟电压平衡矢量来确定空间电压矢量脉宽调制（space voltage vector pulse width modulation,SVPWM）方案以便减小电机定子谐波电流;其次,应用反推算法设计转速反推控制器替代传统直接转矩控制中的转速PI控制器,应用转矩反推控制器与磁链反推控制器得到静止坐标系下的定子电压实际分量;最后,在Matlab/Simulink中进行系统的仿真验证.通过仿真与PI控制的改进DTC方法相对比可知,该控制方案下电机具有响应速度快、转矩脉动小、可调参数少和可改善定子电流波形等优点,并使逆变器工作在恒定开关频率下.

     

基于模糊控制的异步电动机直接转矩控制系统研究

针对传统的异步电动机直接转矩控制中存在低速运行时电动机转矩脉动较大的问题,提出了一种基于模糊控制的直接转矩控制系统模型.该模型采用三输入单输出的结构,将磁链相位角、磁链幅值误差和转矩误差作为模糊变量,并对其进行模糊分级,以此达到优化空间电压矢量选择的目的.并在Matlab/simulink中进行仿真,结果表明该方法有效的减小了转矩脉动,同时有更好的速度响应.     

电动汽车驱动控制系统研究

根据电动汽车驱动系统的技术要求，确定了其控制系统的结构.基于直接转矩控制的方法，研究了电动汽车用永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制系统中电压空间矢量选择原则，提出控制系统中引入零电压矢量的方法，同时针对磁链处于边界区引起的启动困难的问题对开关表进行了修正.开发了基于TMS320LF2407A DSP的电动汽车用PMSM的直接转矩控制系统，并进行了低速下的实验研究，取得了较好的控制效果.     

基于转矩预测的异步电机直接转矩控制研究

针对传统的异步电动机直接转矩控制在低速时存在转矩脉动比较大的问题，提出了一种新的减小转矩脉动的直接转矩控制方法.在传统异步电机直接转矩控制的基础上推导出转矩微分方程，分析了转矩脉动的原因.引入转矩预测的思想，预测下一个控制周期所需要的转矩，根据其转矩分配下一个控制周期的电压空间矢量作用时间，来减小转矩脉动.实验结果表明,该方法可使转矩快速地收敛于给定值，具有传统直接转矩控制的优良动态性能，能够有效地减小转矩脉动，在200 r/min时转矩脉动减小为传统方法的50%，并没有改变定子磁链的控制性能,该控制方法易于用数字化的方法实现.     

无刷直流电机直接转矩控制系统分析

研究了无刷直流电机(BLDCM)直接转矩控制(DTC)策略。文章分析了无刷直流电机转矩特性,可以知道无刷直流电机的转矩可以通过转子磁链与定子电流之间的关系式估计得到,这不同于传统的永磁同步电机直接转矩控制的转矩估计方法。通过对二相导通方式下的无刷直流电机逆变器工作原理进行分析,得到了含有零矢量和不含零矢量的2个逆变器开关表以实现对转矩和磁链的控制。最后,在以上分析的基础上提出了2种新的无刷直流电机直接转矩控制数字实现方案,其中给出了2套不同的转矩和磁链估计方法。新策略能有效控制无刷直流电机稳定运行,相对于传统的脉宽调制策略,它具有更快速的转矩动态响应性能。仿真结果进一步验证了所提策略的正确性和有效性。     

基于零矢量插入的矢量细分的PMSM直接转矩控制研究

依据永磁同步电机直接转矩控制理论,采用矢量细分的控制策略和SVPWM调制方法,将原6个电压矢量和6个磁链扇区细分成12个电压矢量和12个磁链扇区,并分析不同电压矢量在每个定子磁链扇区内对转矩的作用,在此基础上,引入零矢量的插入,提出新的电压矢量开关表,利用MATLAB软件进行仿真,理论分析和仿真结果表明这种控制策略可以在很大程度上减小转矩脉动,具有更好的动静态性能.     

基于ADRC的直接转矩控制系统及其性能

在传统的直接转矩控制(DTC)系统中,速度控制通常采用PI控制器,而PI控制器必须依赖被控对象的数学模型,特别是在低速范围内不能达到令人满意的控制效果.将一种非线性控制器——自抗扰控制器(ADRC)引入直接转矩控制系统,以改善动态性能,并结合转矩控制系统提出了自抗扰控制器的参数整定方法,同时针对系统的抗扰性能进行了仿真分析.仿真结果表明,采用ADRC的转矩控制系统抗扰性能有显著提高.     

车用永磁同步电机MT坐标系下DTC控制

针对直接转矩驱动技术在电动汽车动力系统应用中存在的低速转矩脉动和该动力系统对恒功率调速范围要求较高的问题,提出了一种新型永磁同步电机MT坐标系下直接转矩控制系统.该系统工作在与定子磁链同步旋转的参考坐标系中,采用改进式MTPA控制实现参考磁链的计算,利用定子磁链控制器所产生的磁链误差积分实现磁链估算.采用不同的电压矢量对逆变器的电压饱和所产生的磁链估算误差进行补偿,从而提高磁链估算精度.仿真结果表明,该系统有效减小了低速转矩脉动,拓宽了调速范围.     

基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统

为了解决传统直接转矩控制中采用转矩和磁链滞环比较器给系统带来的转矩和磁链脉动大问题,本文提出一种基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统,并在MATALB/Simulink下进行了仿真研究.结果表明,此方法通过电压矢量调制产生定子的预期电压,并采用PI控制器,与传统直接转矩控制相比,该系统下的定子磁链和电磁转矩脉动减小比较明显,转速变化不大,具有良好的静动态响应性能.     

基于SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制

针对永磁同步电机直接转矩、控制系统转矩和定子磁链的脉动问题，设计了基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略的永磁同步电机直接转矩控制.在每个控制周期内，计算出参考磁链和所估计磁链的偏差，选择相邻非零矢量和零矢量，并精确地计算出各自作用时间，然后利用线性组合法将其合成为新的电压矢量.在MATLAB/SIMULINK仿真环境下，对该控制系统进行了建模与仿真.仿真结果表明，该方法可以明显减小转矩和磁链脉动，具有更好的动、静态性能，而且响应速度快，运行平稳.     

永磁同步电机直接转矩控制不合理转矩脉动抑制研究

针对传统永磁同步电机直接转矩控制系统中的不合理转矩脉动现象,分析了电压矢量对电磁转矩的作用,给出了不合理转矩脉动产生的根源,由此提出了一种改进的开关表。这个开关表在一个扇区内可以使用6个有效电压矢量。仿真结果表明:文中提出的控制策略可以在定子磁链圆部分区域内有效减小转矩脉动。这为解决直接转矩控制中的转矩脉动提供了新的思路。     

基于磁链观测器的无速度传感器DTC系统的实现

针对在传统的直接转矩控制系统中，定子磁链受定子电阻及积分计算的影响使参数辨识不准确这一点，将一种新型磁链观测器应用于直接转矩控制系统中，取代传统的纯积分器，并进行对比仿真.得知该磁链观测器对定子磁链的观测精度较高，对于电机参数的鲁棒性较好，在电机低速运行时仍能实现对定子磁链准确的观测.在此基础上，提出了一种神经网络辨识电机转速的新方案.该神经网络结构简单，不受电动机负载、参数等影响，通过简单快速的运算，便可得到正确的辨识结果.     

永磁同步电机直接转矩控制无传感器运行研究

传统永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制存在电流、磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定等问题，而且速度传感器的存在降低了系统运行的可靠性，增加了系统费用.在PMSM变结构直接转矩控制的基础上，提出了基于瞬时功角检测的速度估算方案，实现PMSM直接转矩控制无传感器运行.实验结果表明，提出的方案能够有效解决带传感器的传统直接转矩控制存在的问题，同时保持直接转矩控制固有的转矩快速响应的特征和系统鲁棒性强的优点，有效地改善了系统的动、静态运行性能，提高了系统运行的可靠性.     

基于直接转矩控制的双馈感应电机速度及无功控制

基于直接转矩控制原理,给出了双馈感应电机一个新的转子速度与定子侧无功控制策略。通过适当选择转子侧电压矢量,即可通过转矩内环和转子磁链幅值内环达到速度与无功控制。所研究的系统当其用于拖动场合可提高用户端功率因数,用于风力发电场合在进行最大风能跟踪的同时可参与电网无功调节。对一个由15 kW双馈感应电机构成的系统进行了仿真实验,结果显现本策略在速度与无功指令值及定、转子电阻变化时所具有的有效性和鲁棒性。