基于電壓型磁鏈觀測器的異步電機直接轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制.pdf

1、異步電機具有結(jié)構(gòu)簡單、噪聲小、成本低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，一直以來都是傳動控制領(lǐng)域的研究熱點。交流調(diào)速控制領(lǐng)域從壓頻比控制、轉(zhuǎn)差頻率控制發(fā)展到矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制，其控制效果越來越優(yōu)良。直接轉(zhuǎn)矩控制以其結(jié)構(gòu)簡單、對電機參數(shù)依賴小、快速動態(tài)響應(yīng)等優(yōu)點，成為交流傳動領(lǐng)域發(fā)展迅速的一種高性能控制技術(shù)。然而，其在低速時磁鏈、轉(zhuǎn)矩脈動較大，以及定子磁鏈準確度不高等問題一直阻礙著異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
　　異步電機直接轉(zhuǎn)

2、矩控制是直接將磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩作為控制變量，故定子磁鏈的準確觀測關(guān)系到控制性能的好壞。定子磁鏈觀測的主要問題是低速動靜態(tài)性能較差，為進一步分析問題原因，對傳統(tǒng)定子磁鏈觀測器進行深入研究。分析直流漂移、截止頻率、定子角頻率等因素對基于傳統(tǒng)低通濾波器的電壓模型磁鏈觀測器的影響。理論推導(dǎo)了低通濾波改進純積分算法，在此基礎(chǔ)上對低通濾波器進行幅值和相位的補償，考慮到截止頻率附近的動態(tài)性差問題，提出可編程的截止頻率低通濾波算法，分析定子角頻率誤差對磁

3、鏈觀測性能的影響，針對定子角頻率誤差進行補償從而提出一種改進的可編程低通濾波器算法。在MATLAB/Simulink上建立異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制模型，通過仿真對文中涉及的優(yōu)化低通濾波器理論推導(dǎo)進行了分析論證。
　　轉(zhuǎn)矩脈動大是直接轉(zhuǎn)矩控制面臨的另一技術(shù)難點，傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制存在磁鏈和轉(zhuǎn)矩滯環(huán)寬度使得系統(tǒng)存在轉(zhuǎn)矩脈動。然而通過減小滯環(huán)寬度來抑制轉(zhuǎn)矩脈動的方法，會相應(yīng)的提高開關(guān)頻率，導(dǎo)致開關(guān)損耗增大，使得控制系統(tǒng)負荷加大。針對脈動大問

4、題，本文將預(yù)測算法引入直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，分析原有的預(yù)測電流控制策略，并在此基礎(chǔ)上，提出基于轉(zhuǎn)子磁鏈近似來選取最佳空間電壓矢量，分析得到該方法能保持恒定開關(guān)頻率的前提下，起到降低轉(zhuǎn)矩脈動的效果。通過Simulink仿真平臺驗證了方法的正確性和可行性。
　　最后，通過搭建基于DSP芯片的驅(qū)動系統(tǒng)實驗平臺，詳細介紹了硬件電路設(shè)計，闡述了運用C語言進行的模塊化軟件開發(fā)，以及各個中斷和功能的流程框圖。通過實驗數(shù)據(jù)和實驗波形進一步驗證了本文