異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩智能控制方法的研究.pdf

1、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是繼矢量控制技術(shù)之后，發(fā)展起來(lái)的又一種高性能交流調(diào)速技術(shù)。自問(wèn)世以來(lái)，就以其控制思想直接、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能和易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)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(guò)調(diào)整定子磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)改變定子磁鏈與轉(zhuǎn)子磁鏈間的夾角，以達(dá)到控制電磁轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。與矢量控制相比，直接轉(zhuǎn)矩控制的主要優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的坐標(biāo)變換，直接對(duì)電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。該技術(shù)在某些

2、領(lǐng)域己得到了成功的應(yīng)用，但是作為一種新方法，其在理論和實(shí)際應(yīng)用方面均存在諸多不足，有待進(jìn)一步的完善。
　　 本文從異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型入手，深入分析了直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)對(duì)定子磁鏈偏差、轉(zhuǎn)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(guān)鍵。據(jù)此，為了改善定子磁鏈軌跡和抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制的開(kāi)關(guān)狀態(tài)選擇表進(jìn)行了多種改進(jìn)。
　　 首先，細(xì)化定子磁鏈偏差和電磁轉(zhuǎn)矩偏差，增加開(kāi)關(guān)狀態(tài)選擇表中磁鏈滯環(huán)

3、比較器輸出狀態(tài)和轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器輸出狀態(tài)的組合數(shù)，同時(shí)優(yōu)化電壓空間矢量的選擇，以實(shí)現(xiàn)對(duì)定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩更加精確調(diào)節(jié)。
　　 其次，將模糊邏輯引入到直接轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩兩點(diǎn)式Bang-Bang控制，利用隸屬度函數(shù)對(duì)磁鏈轉(zhuǎn)矩偏差進(jìn)行辨識(shí)，綜合考慮磁鏈和轉(zhuǎn)矩的偏差大小程度，達(dá)到大誤差大調(diào)節(jié)，小誤差精調(diào)節(jié)的目的。仿真結(jié)果表明，模糊邏輯電壓矢量控制器使系統(tǒng)具有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，定子磁鏈軌跡非常接近圓形，轉(zhuǎn)矩脈

4、動(dòng)被抑制在很小范圍內(nèi)。
　　 最后，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了電壓空間矢量選擇功能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電壓矢量控制器采用具有前向型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和誤差反向傳播的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其進(jìn)行離線訓(xùn)練，在線控制。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的較強(qiáng)容差能力，提高了整個(gè)系統(tǒng)的魯棒性，另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并行運(yùn)算的特性使其具有很快的運(yùn)算速度，能夠進(jìn)一步提高開(kāi)關(guān)頻率，從而擁有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。
　　 為了對(duì)三種改進(jìn)方法進(jìn)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)