基于電壓型磁鏈觀測(cè)器的異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)控制.pdf

1、異步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲小、成本低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，一直以來都是傳動(dòng)控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。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(jiǎn)單、對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴小、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，成為交流傳動(dòng)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(shí)磁鏈、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，以及定子磁鏈準(zhǔn)確度不高等問題一直阻礙著異步電機(jī)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(jī)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(zhǔn)確觀測(cè)關(guān)系到控制性能的好壞。定子磁鏈觀測(cè)的主要問題是低速動(dòng)靜態(tài)性能較差，為進(jìn)一步分析問題原因，對(duì)傳統(tǒng)定子磁鏈觀測(cè)器進(jìn)行深入研究。分析直流漂移、截止頻率、定子角頻率等因素對(duì)基于傳統(tǒng)低通濾波器的電壓模型磁鏈觀測(cè)器的影響。理論推導(dǎo)了低通濾波改進(jìn)純積分算法，在此基礎(chǔ)上對(duì)低通濾波器進(jìn)行幅值和相位的補(bǔ)償，考慮到截止頻率附近的動(dòng)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(duì)磁

3、鏈觀測(cè)性能的影響，針對(duì)定子角頻率誤差進(jìn)行補(bǔ)償從而提出一種改進(jìn)的可編程低通濾波器算法。在MATLAB/Simulink上建立異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制模型，通過仿真對(duì)文中涉及的優(yōu)化低通濾波器理論推導(dǎo)進(jìn)行了分析論證。
　　轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大是直接轉(zhuǎn)矩控制面臨的另一技術(shù)難點(diǎn)，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(dòng)。然而通過減小滯環(huán)寬度來抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法，會(huì)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(fù)荷加大。針對(duì)脈動(dòng)大問

4、題，本文將預(yù)測(cè)算法引入直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，分析原有的預(yù)測(cè)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(dòng)的效果。通過Simulink仿真平臺(tái)驗(yàn)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(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，詳細(xì)介紹了硬件電路設(shè)計(jì)，闡述了運(yùn)用C語言進(jìn)行的模塊化軟件開發(fā)，以及各個(gè)中斷和功能的流程框圖。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)波形進(jìn)一步驗(yàn)證了本文