异步电机直接转矩控制系统转矩脉动分析与抑制对策研究

摘要

异步电机直接转矩控制(DTC)系统转矩脉动较大，是交流调速领域近年来研究解决的问题。论文详细论述了直接转矩控制的基本原理和异步电机DTC系统的控制过程，分别分析了控制周期和逆变器开关元件死区对异步电机DTC系统转矩脉动产生的影响，研究了转矩脉动受控制周期影响较大的作用机理。结合预测控制的思想，采用了基于占空比调制技术的两种算法，通过预测工作电压矢量作用时间来达到减小转矩脉动的目的。第一种算法根据定子电压和定子电流的变化量来预测控制时间，第二种算法只根据定子电流的变化量来预测控制时间，并对两种算法进行了比较分析。在此基础之上，对第二种算法作了改进，将其与离散电压空间矢量调制(DSVM)技术相结合，进一步提高了预测的精确度，并基于MATLAB6.5/Simulink平台建立了系统仿真模型，通过仿真实验对比验证了该基于预测控制时间的DSVM算法的有效性。 在引入时间预测控制后，由于存在计算误差仍然还会存在转矩脉动，论文分析了转速调节的稳定性与计算时间控制计算精度之间的关系，用单神经元自适应PID控制技术取代了传统的PI调速技术，将无监督的Hebb学习规则与有监督的Delta学习规则相结合，提高了单神经元自适应PID控制器的学习能力，实现了速度调节器参数自整定。该系统不仅能够表现出很好的静、动态性能，而且进一步减小了转矩脉动。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1交流调速系统控制策略发展概况

1.2直接转矩控制技术的发展过程

1.3直接转矩控制的特点及研究现状

1.4直接转矩控制的发展趋势

1.5本课题的研究目的

1.6论文主要研究内容及结构安排

第二章异步电机直接转矩控制基本原理及系统仿真

2.1异步电动机数学模型和坐标变换

2.1.1异步电动机数学模型

2.1.2坐标变换的基本思路

2.1.3三相/二相变换

2.1.4静止坐标系下的异步电机数学模型

2.2异步电机直接转矩控制系统的工作原理及系统组成

2.2.1直接转矩控制的控制原理

2.2.2直接转矩控制的系统组成

2.3直接转矩控制的调节过程

2.3.1转矩调节

2.3.2磁链调节

2.3.2扇区选择

2.4基于MATLAB/Simulink的DTC系统仿真

2.4.1建模方法的选择

2.4.2异步电机直接转矩控制仿真系统的构成

2.4.3异步电机直接转矩控制系统的仿真研究

2.5本章小结

第三章异步电机DTC系统转矩脉动分析及改善

3.1影响转矩脉动的主要因素

3.1.1工作电压矢量对转矩脉动的影响

3.1.2逆变器开关元件死区对转矩脉动的影响

3.2离散电压空间矢量调制(DSVM)技术

3.2.1 DSVM电压矢量的选择

3.2.2开关表的制定

3.3基于占空比技术的异步电机DTC方法研究

3.3.1两种占空比算法实现及对比分析

3.3.2占空比算法的改进

3.3.3系统仿真分析

3.4本章小结

第四章单神经元自适应控制技术在异步电机DTC系统中的研究

4.1 DTC系统中PID控制技术分析

4.2单神经元自适应控制工作原理

4.2.1生物神经元

4.2.2单神经元自适应PID控制器的构成及其算法

4.2.3稳定性分析

4.3单神经元自适应控制技术在异步电机DTC中系统中的应用研究

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要研究成果