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直接转矩控制系统的稳定性问题和鲁棒控制器设计

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控制理论与应用 2004年第1期21卷 54-58页

作者：夏超英天津大学电气与自动化工程学院天津300072

直接转矩控制(DTC)系统的设计不依赖于感应电机的转子参数,但它的低速性能不好.研究发现,即使定子电阻测量得足够准确,根据定子磁链的电压电流模型设计的经典DTC系统的低速性能仍得不到改善.理论分析说明了这些问题存在的必然性,指出了... 详细信息

直接转矩控制(DTC)系统的设计不依赖于感应电机的转子参数,但它的低速性能不好.研究发现,即使定子电阻测量得足够准确,根据定子磁链的电压电流模型设计的经典DTC系统的低速性能仍得不到改善.理论分析说明了这些问题存在的必然性,指出了DTC系统在转矩控制和稳定性之间存在的矛盾,给出了一种鲁棒控制器的设计方案.该方案同时使用了定子电阻和定子磁链的电流模型,当定子电阻和磁链模型出现误差时,表现出了好的鲁棒性.实验结果验证了系统的性能.

关键词：感应电机转子参数直接转矩控制系统稳定性鲁棒控制器设计

永磁同步电机直接转矩控制系统实验教学设计与实现

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实验科学与技术 2024年第3期22卷 39-46页

作者：陈哲李金程高聪焦宁飞骆光照西北工业大学自动化学院西安710072

为加深学生对电气传动控制技术和永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统理论知识的理解,培养学生的团队合作能力和综合实践能力,搭建了直接转矩控制系统的实验平台,在课程教学中引入了HiGale半实物仿真系统和MATLAB软件。学生基于MAT... 详细信息

为加深学生对电气传动控制技术和永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统理论知识的理解,培养学生的团队合作能力和综合实践能力,搭建了直接转矩控制系统的实验平台,在课程教学中引入了HiGale半实物仿真系统和MATLAB软件。学生基于MATLAB软件对永磁同步电机的直接转矩控制系统进行仿真建模、参数调试、运行和分析,并进一步在HiGale中进行半实物仿真实验,对主要实验过程及结果加以分析,使得教学形式更加多样化。该平台帮助学生加深对直接转矩控制系统的理解和认识,提高学生理论联系实际的能力,激发学生对电机控制技术的学习兴趣。

关键词：直接转矩控制系统半实物仿真实验永磁同步电机 MATLAB

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直接转矩控制系统的神经网络控制

电工技术学报 2001年第6期16卷 13-17页

作者：刘国海戴先中东南大学自动控制系 210096

在研究异步电机直接转矩控制的基础上 ,提出了基于神经网络的控制方法 ,并比较了几种不同的学习算法。仿真结果证明 ,该方法和传统方法基本一致 ,具有较好的性能。它为研究新型交流传动的控制提供一条较好的途径。

关键词：异步电机直接转矩控制系统神经网络逆变器数学模型

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直接转矩控制系统的低速性能分析

电机与控制学报 2001年第1期5卷 24-26,39页

作者：贾建强韩如成左龙太原重型机械学院山西太原030024

低速性能是直接转矩控制（ＤＴＣ）方法的瓶颈，其中死区效应是一个很重要的影响因素．关于死区分析、补偿的文章有很多，但在分析或实现上较繁琐．本文对死区效应的影响进行了分析与仿真，并提出一种新的软件补偿方法，仿真结果证明了... 详细信息

低速性能是直接转矩控制（ＤＴＣ）方法的瓶颈，其中死区效应是一个很重要的影响因素．关于死区分析、补偿的文章有很多，但在分析或实现上较繁琐．本文对死区效应的影响进行了分析与仿真，并提出一种新的软件补偿方法，仿真结果证明了该方法的有效性。

关键词：直接转矩控制系统电压型逆变器性能分析异步电机

基于霍尔信号的无刷直流电机直接转矩控制系统设计

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佳木斯大学学报（自然科学版） 2023年第4期41卷 56-59页

作者：许晨宿州职业技术学院安徽宿州234000

针对传统无刷直流电机直接转矩控制系统的缺陷,设计出了直流电源电路、主电路、母线电流、电压采样电路、霍尔传感器位置检测电路等内容,完成了硬件系统的设计。详细阐述了总体设计方案、主程序模块、中断服务程序模块等内容,完成了软... 详细信息

针对传统无刷直流电机直接转矩控制系统的缺陷,设计出了直流电源电路、主电路、母线电流、电压采样电路、霍尔传感器位置检测电路等内容,完成了硬件系统的设计。详细阐述了总体设计方案、主程序模块、中断服务程序模块等内容,完成了软件系统的设计。同时进行了控制系统实验平台搭建及分析,证明了改进直接转矩控制系统的可行性。

关键词：无刷直流电机直接转矩控制系统霍尔信号转子位置

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永磁同步电机直接转矩控制算法研究

永磁同步电机直接转矩控制算法研究

作者：杜雪河北科技大学

学位级别：硕士

在21世纪的今天,新能源发展备受关注,共享汽车的广泛投入和使用,将电机的发展再次推进人们的视野,其中永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）以其快速的动态响应和稳态性能在实际工况中得到广泛应用。为提高电机整... 详细信息

在21世纪的今天,新能源发展备受关注,共享汽车的广泛投入和使用,将电机的发展再次推进人们的视野,其中永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）以其快速的动态响应和稳态性能在实际工况中得到广泛应用。为提高电机整体运行性能,将直接转矩控制策略（Direct Torque Control,DTC）应用到永磁同步电机中,并在已有DTC算法的基础上进行改进。本文从电机本体结构出发,主要针对直接转矩控制算法问题展开以下研究:首先,对PMSM国内外发展现状进行介绍,接着引入电机控制策略,本文采用直接转矩控制方法来研究电机性能,对永磁同步电机直接转矩控制系统各模块进行算法分析和仿真建模,表明永磁同步电机直接转矩控制响应快速、抗干扰能力强、稳定性较高。其次,考虑到逆变器空间电压矢量作用时间与开关频率的关系,从每个周期内开关电压作用时间入手,利用载波信号减小转矩脉动,设计转矩调节器,改善逆变器调节性能;在高强度负载下,为达到更好的控制效果,引入零矢量,紧接着引入空间矢量脉宽调制技术（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）,最后在SVPWM的基础上加入二阶滑模控制,采用超螺旋算法（Super-twisting）分析研究磁链和转矩控制器,并将其应用在传统DTC上构成基于滑模控制的DTC系统。最后,针对传统DTC在低速下因定子电阻的改变而引起的定子磁链和电磁转矩观测值的误差变大,导致系统控制性能变差。针对这些问题,本文从一种新的角度上分析研究定子电阻的改变对定子磁链观测器和电磁转矩带来的影响,利用电流的变化来观测定子电阻的变化,减小系统运行中由于定子电阻变化引起的定子磁链和电磁转矩误差,提高系统鲁棒性。

关键词：永磁同步电机直接转矩控制系统滑模控制开关频率定子磁链

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基于生物地理学优化算法的定子电阻辨识

基于生物地理学优化算法的定子电阻辨识

作者：张云龙沈阳建筑大学

学位级别：硕士

高速加工技术能够实现加工质量和加工效率的两方面统一,是现代先进制造技术之一。对于高速高精度磨削加工来说,影响磨削加工精度最主要的因素之一是主轴的运行特性。电主轴的运行特性主要包含转速及转矩,决定于控制系统。在传统u-i磁链... 详细信息

高速加工技术能够实现加工质量和加工效率的两方面统一,是现代先进制造技术之一。对于高速高精度磨削加工来说,影响磨削加工精度最主要的因素之一是主轴的运行特性。电主轴的运行特性主要包含转速及转矩,决定于控制系统。在传统u-i磁链观测模型基础下的电主轴直接转矩控制系统中,定子电阻是影响其控制性能的主要因素。电主轴定子电阻的动态变化会影响到直接转矩控制系统的性能。因此本文针对电主轴定子电阻辨识技术,展开如下研究:(1)在研究了直接转矩控制系统的基本原理基础上,构建了直接转矩控制系统的Simulink仿真模型。通过对不同磁链模型的研究发现,定子电阻是影响u-i磁链观测模型下直接转矩控制系统的主要因素。(2)分析了影响电主轴定子电阻的主要因素。以150MD18Z9电主轴为对象,试验研究了定子电流、外壳温度对定子电阻的影响规律。(3)针对BP神经网络容易陷入局部最优点、辨识精度不够高的问题构建MLBBO-BP定子电阻辨识算法模型。为了验证改进算法的有效性,利用传统的BP神经网络对试验采集到的定子电阻进行辨识,得出辨识结果和辨识精度。利用MLBBO-BP定子电阻辨识算法模型同样对试验采集到的定子电阻进行辨识,得出辨识结果和辨识精度并比较两种方法的优劣性,结果表明,利用MLBBO-BP算法模型辨识定子电阻精度可达±0.3%,远低于利用BP神经网络辨识定子电阻的辨识精度,由此可见MLBBO-BP算法模型辨识定子电阻能力较强。(4)将MLBBO-BP定子电阻辨识算法模型引入到直接转矩控制系统中,利用基于模型设计方法对电主轴直接转矩控制系统进行建模,并生成嵌入式代码。

关键词：电主轴定子电阻直接转矩控制系统生物地理学优化算法 BP神经网络基于模型设计

无速度传感器异步电机直接转矩控制系统的研究

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无速度传感器异步电机直接转矩控制系统的研究

作者：崔少博西安科技大学

学位级别：硕士

近几年来,交流调速技术中的直接转矩(DTC)控制方法因控制方法简单,且动静态性能良好而被广泛应用到各类电机控制中。本课题研究了基于无速度传感器的直接转矩控制系统的原理以及控制方法。传统定子磁链观测器大多采用积分器构成的电压模... 详细信息

近几年来,交流调速技术中的直接转矩(DTC)控制方法因控制方法简单,且动静态性能良好而被广泛应用到各类电机控制中。本课题研究了基于无速度传感器的直接转矩控制系统的原理以及控制方法。传统定子磁链观测器大多采用积分器构成的电压模型,由于其结构简单且只受定子电阻一个参数影响,在高速域中拥有较好的观测精度。但在低速运行时,它会产生直流偏置误差和积分初始值误差进一步影响定子磁链观测精度,也会使系统转矩脉动增大。因此,本文采用一种带有幅值补偿的低通滤波器作为定子磁链观测器。在工业控制领域中的交流电机被广泛应用,它的传动系统是一个复杂的动态力学系统,存在着齿轮间隙、摩擦、基础振动等非线性因素,此时系统的分数阶特性变的不容忽视。为了降低交流电机传动系统的噪声和振动,在交流电机驱动系统中引入了分数阶控制,它是对传统整数阶控制方法的拓展。把分数阶PIλ控制器用到交流电机调速系统中进行控制,通过仿真实验进行分数阶与整数阶系统的比较说明分数阶PIλ控制器的可行性及其有效性,同时说明基于分数阶PIλ控制器的系统具有更好的收敛性和更多的自由度以及更快的动态响应能力,进而可以更好的控制电机。模型参考自适应方法是实现无速度传感器技术的关键,本文提出了一种基于定子侧变量基础上的新型MRAS系统。这个系统是根据波波夫超稳定性理论推导出速度自适应率。利用MATLAB/SIMULINK环境在直接转矩控制系统基础上引入改进的定子磁链观测器和分数阶PIλ控制器进行MRAS系统速度辨识准确性的验证。本文还在课题末尾以TMS320F28335作为所研究系统的控制器。在对各个硬件电路调试后,对整个系统进行了测试。实验结果表明,基于分数阶PIλ控制器的系统具有更好的控制能力。

关键词：异步电机直接转矩控制系统改进的定子磁链观测器分数阶PIλ控制器无速度传感器模型参考自适应

基于神经网络技术的电机直接转矩控制系统研究

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现代电子技术 2015年第13期38卷 107-109页

作者：邱祥王斌王茂祥李多贵朱金荣扬州大学物理科学与技术学院江苏扬州225002 中国移动通信集团江苏有限公司江苏南京210029 扬州广播电视总台技术传输中心江苏扬州225009

传统的电动机直接转矩控制系统存在一些问题,比如转矩脉动较大、磁链观测不精确、开关频率不固定等,影响了控制系统整体性能的进一步提升。为此,结合神经网络技术,设计了近似圆形磁链的直接转矩控制系统优化方案,探讨采用BP神经网络实... 详细信息

传统的电动机直接转矩控制系统存在一些问题,比如转矩脉动较大、磁链观测不精确、开关频率不固定等,影响了控制系统整体性能的进一步提升。为此,结合神经网络技术,设计了近似圆形磁链的直接转矩控制系统优化方案,探讨采用BP神经网络实现电压矢量选择的功能。该方案采用滞环比较器对磁链进行调节并实现转矩调节,建立了空间电压矢量选择的最优方式,设计了神经网络空间电压矢量选择器结构,提出采用神经网络理论取代传统开关表的方法。系统仿真结果表明,优化后的系统能够有效降低转矩脉动,定子磁链轨迹的脉动成分也明显下降,在低速运行状态下同样取得了较好的效果,表明该系统达到了调速性能改善和整体性能提升的目的。

关键词：电动机直接转矩控制系统神经网络技术优化方案