Grey-Fuzzy Implementation of Direct Torque Control of Induction Machines

A system with fast torque response is very beneficial in applications where direct torque control (DTC) is highly desirable. The principle of DTC is to control machine torque and flux directly by selecting the switching states of inverter according to the errors of torque and flux; however, the response of direct torque control is slower during start-up and during change in load. Fuzzy control with grey prediction strategy is proposed for the implementation of DTC to improve its slow response. Moreover, it uses less sensors than the conventional method. Experimental implementation of the fuzzy logic controller and the grey predictor is carried out to verify the behavior of the controller. The controller is implemented with a single board computer that uses a TMS320C30 DSP.     

采用零矢量调制的感应电机直接转矩控制方法及其实现

本文对采用零矢量调制的感应电机直接转矩控制方法及其实现进行了研究。在分析常规直接转矩控制方法引起转矩脉动原因基础上，构造了一个引入零矢量调制的转矩脉动最小化算法，并在一个基于DSP控制的实验系统中完成了实验研究。实验结果表明，此方法不仅能使电机控制保持良好的动态性能，同时能有能效减少稳态时转矩脉动。     

异步电机直接转矩控制的滞环控制器研究

感应电机直接转矩控制中磁链和转矩滞环幅值在很大程度上影响着控制系统的稳态性能.首先介绍了直接转矩控制基本原理,然后利用在Matlab/Simulink平台上建立的异步电机的直接转矩控制仿真模型,仿真分析了磁链滞环容差和转矩滞环容差对定子电流和电机转矩的影响,给出了仿真结果,为进一步改善系统性能以及投入实际应用奠定了基础.     

新型逆变器和转矩调节器在直接转矩控制系统中的应用

文章介绍了一种带改进型逆变器和多滞环转矩调节器的新型直接转矩控制方法。该方法能产生十二种非零电压矢量,并能消除逆变器死区时间,使定子磁链更加逼近于圆形轨迹,从而减小了磁链脉动和转矩脉动,提高了系统动静态性能。仿真结果表明该方法是正确可行的。     

一种新型的磁链与速度观测器在异步电机直接转矩控制系统中的应用

文章将定子磁链观测器应和于直接转矩控制系统中,取代了传统的积分器。同时,依据磁链观测器的输出电流设计出一种新型的速度观测器。针对1．1kW异步电机,采用数字信号处理器DSP（TMS320C32）进行了数字化实现。仿真与实验表明,该方案对电机定子磁链的观测精度高,速度估计快速准确。     

一种无刷双馈电机的直接转矩控制方法

无刷双馈电机(BDFM)在交流调速的应用上已经表现出了其潜力.尽管无刷双馈电机很适合仅需要低速驱动的场合,但是对其进行高质量控制的方法等待进一步研究.以dp轴电机模型为基础,提出了一种直接转矩的控制方法,仿真结果显示了该方法的有效性.     

改进型滞环控制器感应电动机直接转矩控制研究

针对传统直接转矩控制(DTC)存在的低速转矩波动大的情况,该文通过分析转矩变化规律,研究不同电压矢量对转矩变化所产生的影响,提出了一种新型磁链和转矩的双层滞环方案。该方案简单,易于实现。仿真结果表明,采用该方案能在不降低系统动态性能的情况下,拓展系统的低速运行范围,降低了转矩波动,同时提高了电机的低速转矩。     

Novel Direct Flux and Direct Torque Control of Six-Phase Induction Machine With Nearly Square Air-Gap Flux Density

In this paper, a novel control method for a six-phase induction machine with nearly square air-gap flux density is proposed and evaluated. In this method, the stator phase windings alternately act as either flux- or torque-producing phases. In this way, the flux and the torque of the induction machine are directly controlled with no vector transformation used. Theoretical and finite-element analyses are used to calculate, among other things, the torque and the decouple control constant of the drive. The steady-state measured results of a small six-phase induction machine drive with the proposed control scheme implemented show good agreement with calculated results. The proposed control drive system is also shown to have a fast torque response.     

感应电机DTC自适应磁链闭环辨识

感应电机DTC采用电压模型对电机反电动势进行积分获取定子磁链辨识值,但纯积分器积分项的直流偏置会造成积分器饱和。为了克服这一问题,研究了一种自适应定子磁链闭环辨识器,在该辨识器中设计一种均值补偿算法消去积分累积误差。在Matlab/Simulink仿真环境下对这种辨识器进行仿真研究,并在由dsPIC30F6010A数字信号处理器构成的DTC控制平台上进行实验研究。仿真与实验结果表明,这种基于自适应定子磁链闭环辨识器DTC系统不仅有效地消除了积分器直流偏置累积误差,获得了高精度定子磁链辨识,而且DTC系统具有较好的定子磁链参数自适应能力。     

永磁同步电机直接转矩控制系统转矩调节新方法

从开关频率优化和电压空间矢量合理选择2个方面提出了1种新的转矩调节方法。通过逆变器开关频率PI调节得到转矩滞环比较器的滞环宽度值,在充分利用功率器件开关频率的同时,不仅克服了圆形磁链轨迹对功率器件高开关频率要求的缺陷,而且克服了在转速变化过程中采用固定滞环宽度值带来的功率器件开关频率波动范围大且低速转矩调节性能下降的缺陷。针对零电压空间矢量的特点,为降低系统低速稳态运行时的转矩脉动且保证瞬态运行时转矩的快速响应,提出了在低速稳态运行时选用零电压空间矢量减小转矩、在低速瞬态运行时选用有效电压空间矢量来减小转矩的转矩调节方法。该方法在保证系统响应速度的同时减小了系统平均转矩脉动。实验结果表明新的转矩调节方法不仅能充分利用功率器件的开关频率,而且在低速时由于开关频率的提高反而获得了相对圆形磁链轨迹更小的转矩脉动。     

基于定子磁场定向的直接转矩控制新方法

文章根据定子磁场定向理论，介绍了一种直接转矩控制的新方法，通过动态计算电机定子端的电压矢量，实现了对异步电机的解耦控制，在低速下较传统直接转矩控制方法具有更优的控制性能，在高速下与传统直接转矩控制方法同样具有响应快、性能不受电机参数影响等优点，并与传统直接转矩控制方法的对比仿真研究，仿真结果验证了本文所叙方法是有效的。     

一种新型无速度传感器直接转矩控制系统

无速度传感器技术中最常用的方法是自适应观测器,观测器的增益和速度自适应律决定了观测器的性能.传统采用极点配置方法的自适应观测器存在区域不稳定的问题,在此针对该缺陷提出了一种新型观测器.在DSP电机开发平台上实现了无速度传感器直接转矩控制系统,实验结果验证了该方案的可行性.     

基于准滑模的异步电机直接转矩虚拟磁链控制

面对严峻的环境和能源问题,大力生产和使用混合电动汽车已势在必行,其中电机驱动为关键的技术环节。为了节约成本,提出了无电压传感器虚拟磁链控制,通过脉宽调制(PWM)逆变器的导通状态和直流侧电压估算三相定子电压,进而得到虚拟磁链来控制整个电机的运行状态;当电动汽车工作在复杂的运行环境时,为稳定并提高电机的控制性能,准滑模控制也被应用到系统中,采用准滑模控制方法设计的比例积分(PI)控制器代替传统的PI调节器,可以缩短电机实际转速跟踪给定转速的时间并且几乎无超调和机械脉动。最后通过仿真和实验验证了控制策略的可行性。     

模糊控制在感应电动机直接转矩控制中的应用

直接转矩控制的原理是根据定子磁链及转矩的偏差值 ,选择逆变器的开关状态 ,以实现对转矩的直接控制。然而 ,在起动和负载变化阶段 ,直接转矩控制的反应较慢。而模糊控制将专家的知识及现场操作人员的经验转化为控制策略 ,使模型难以确定的复杂系统得以有效的控制。在对象参数发生变化或受到外部扰动时 ,模糊控制仍能达到较为满意的控制效果。与传统的控制方案相比 ,模糊控制具有较强的鲁棒性。因此 ,本文推出了直接转矩模糊控制器 ,以克服上述不足。实验结果验证了该控制器的性能。     

一种新的磁链观测方法及其在感应电动机直接转矩控制中的应用

为了解决基于层叠式可编程低通滤波器磁链观测的感应电动机直接转矩控制系统的动态性能差和无自起动能力问题,提出了一种二阶层叠式可编程低通滤波与理想积分融为一体的新的磁链观测方法.针对低通滤波器带来的时间延迟而导致电动机磁链和转矩观测波动,提出了限制磁链变化率的方法.为了检验磁链观测方法的性能,在Simulink下建立了感应电机空间矢量调制DTC仿真模型,并利用TMS2812进行了实验验证.仿真和实验结果证实了该磁链观测方法的有效性.     

感应电机磁链与转矩无差拍控制

为了降低感应电机模型预测转矩控制(MPTC)系统的转矩脉动、进一步减小磁链脉动,提出一种磁链和转矩无差拍控制策略。仿真结果表明：磁链和转矩无差拍控制下,感应电机系统运行良好。与MPTC相比,所提策略的转矩脉动均方根差（RMSE）降低87.84%,磁链脉动RMSE降低97.83%,电流总谐波失真（THD）降低94.21%。与转矩无差拍模型预测控制相比,所提策略的转矩脉动略有增大,但磁链脉动RMSE降低96.77%,电流THD降低90.03%。实时性试验结果表明：磁链和转矩无差拍控制计算简单,实时性好,计算耗时为MPTC的4.79%、转矩无差拍模型预测控制的5.29%。     

采用滞环宽度优化控制的感应电机直接转矩控制

文章研究了控制系统的采样时间、磁链及转矩滞环宽度对转矩、磁链脉动的影响，得出了计算滞环宽度的新公式，该公式能够有效降低磁链、转矩脉动和阻止逆变器的开关频率超过预定极限值。仿真结果证实了新方法的直接转矩控制性能优于经典的直接转矩控制。     

基于定子磁链自适应观测的永磁同步电机直接转矩控制系统

为了克服系统的时变性及在系数矩阵中的参数确切值未知的情况下也能实现对永磁同步电动机定子磁链的准确观测,提出了基于模型参考自适应的永磁同步电动机定子磁链观测方法。将电机运行过程中变化最大的参数——定子电阻作为可变参数,以定子磁链为状态变量的电机状态方程作为参考模型,将定子磁链状态观测器作为可调模型,通过对定子电阻自适应律的推导得出定子磁链自适应观测器。通过自适应观测器与全维状态观测器对永磁同步电动机定子磁链观测效果的对比发现:自适应观测器对定子磁链观测的准确度更高、对定子电阻等电机参数变化的鲁棒性更强。     

基于速度自适应磁链状态观测器的感应电机直接转矩控制系统研究

出了一种速度自适应的定子磁链闭环观测器 ,并应用于直接转矩控制系统中 ,以取代传统的纯积分器。经过理论证明 ,该系统是超稳定系统。针对 1 1kW感应电机 ,采用数字信号处理器DSP (TMS32 0C32 )进行了数字化实现。仿真与实验表明 ,该方案对电机参数变化的鲁棒性较好 ,磁链观测精度高。同时 ,基于磁链状态观测器设计的速度辨识方案收敛速度快 ,精度高 ,尤其是在较低转速下仍能保持很高的精度     

感应电动机直接转矩控制转矩脉动降低的研究

在传统的异步电动机直接转矩控制中,低速时的转矩波动会使控制系统性能变差.采用高性能的磁链观测器来准确观测磁链,并且采用转矩与磁链双层滞环比较器来优化改进开关选择表.仿真与实验结果证明该控制方案能有效降低低速时的转矩波动.