異步電機直接轉矩智能控制方法的研究.pdf

1、直接轉矩控制技術是繼矢量控制技術之后，發(fā)展起來的又一種高性能交流調速技術。自問世以來，就以其控制思想直接、系統(tǒng)結構簡潔、優(yōu)良的動靜態(tài)性能和易于數(shù)字化實現(xiàn)等優(yōu)點受到廣泛關注并得到了快速的發(fā)展。其基本思想是在保持磁鏈幅值不變的情況下，通過調整定子磁鏈的旋轉速度來改變定子磁鏈與轉子磁鏈間的夾角，以達到控制電磁轉矩，進而控制電機轉速的目的。與矢量控制相比，直接轉矩控制的主要優(yōu)點是不需要復雜的坐標變換，直接對電機的磁鏈和轉矩進行控制。該技術在某些

2、領域己得到了成功的應用，但是作為一種新方法，其在理論和實際應用方面均存在諸多不足，有待進一步的完善。
　　 本文從異步電機的數(shù)學模型入手，深入分析了直接轉矩控制技術的原理和系統(tǒng)結構，發(fā)現(xiàn)對定子磁鏈偏差、轉矩偏差的判斷和電壓空間矢量的選擇是影響系統(tǒng)主要性能的關鍵。據(jù)此，為了改善定子磁鏈軌跡和抑制轉矩脈動，對直接轉矩控制的開關狀態(tài)選擇表進行了多種改進。
　　 首先，細化定子磁鏈偏差和電磁轉矩偏差，增加開關狀態(tài)選擇表中磁鏈滯環(huán)

3、比較器輸出狀態(tài)和轉矩滯環(huán)比較器輸出狀態(tài)的組合數(shù)，同時優(yōu)化電壓空間矢量的選擇，以實現(xiàn)對定子磁鏈和轉矩更加精確調節(jié)。
　　 其次，將模糊邏輯引入到直接轉矩控制系統(tǒng)中，采用新型模糊控制器替代傳統(tǒng)的磁鏈轉矩兩點式Bang-Bang控制，利用隸屬度函數(shù)對磁鏈轉矩偏差進行辨識，綜合考慮磁鏈和轉矩的偏差大小程度，達到大誤差大調節(jié)，小誤差精調節(jié)的目的。仿真結果表明，模糊邏輯電壓矢量控制器使系統(tǒng)具有更快的動態(tài)響應，定子磁鏈軌跡非常接近圓形，轉矩脈

4、動被抑制在很小范圍內。
　　 最后，用神經網絡實現(xiàn)了電壓空間矢量選擇功能。神經網絡電壓矢量控制器采用具有前向型網絡結構和誤差反向傳播的BP神經網絡，對其進行離線訓練，在線控制。由于神經網絡的較強容差能力，提高了整個系統(tǒng)的魯棒性，另外，神經網絡并行運算的特性使其具有很快的運算速度，能夠進一步提高開關頻率，從而擁有良好的動態(tài)響應能力。
　　 為了對三種改進方法進行比較分析，在Matlab上分別搭建了采用以上各種控制算法的系統(tǒng)