异步电机直接转矩控制系统低速性能改进研究

摘要

直接转矩控制技术(DTC）是一种与矢量变换控制技术发展起来的性能优良的新型交流调速控制技术。作为20世纪80年代中后期提出的异步电动机交流变频调速新思想，直接转矩控制技术拥有独特的控制思想，优良的静、动态性能及良好的鲁棒性，且容易进行数字化控制等特点，在交流调速领域受到普遍欢迎。尤其是基于 DSP的异步电机直接转矩控制技术的应用，更是成为目前交流调速市场强烈的需求对象。由于传统的直接转矩控制系统直接在定子坐标系下分析异步电机的数学模型，避免了电机参数的影响，但由于磁链观测环节的存在，低速时不可避免的造成较大的转矩、磁链脉动。
　　本文先是从国内外直接转矩控制系统的研究着手，分析传统直接转矩控制系统低速性能欠佳的原因，并在此基础上，研究了直接转矩控制系统低速性能改进的控制方案。
　　随即，在 MATLAB/Simulink7.1的环境中对优化后的异步电机直接转矩控制系统进行了仿真研究，同时对文中提到的进行改进的环节进行优化前后对比仿真验证，说明优化系统在理论方面的可行性。
　　最后，搭建了基于 TMS320F2407A的异步电机直接转矩控制系统的硬件平台，根据系统参数要求进行 DSP和其他元器件的选型，完成改进系统主电路和控制电路的硬件设计，进一步验证了新方法的可行性。经过理论分析和仿真试验的研究表明优化后的系统转矩脉动小、动静态性能优越，有很好的实际应用价值。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 现代交流调速控制系统的发展

1.3 直接转矩控制技术的研究

第二章 直接转矩控制的基本原理

2.1 异步电动机的数学模型

2.2 逆变器及数学模型

2.3 系统各个模块基本原理

2.4 本章小结

第三章 直接转矩控制系统的改进研究

3.1 磁链观测环节的改善

3.2 转矩调节器的改进

3.3 电压开关选择表的优化

3.4 本章小结

第四章 直接转矩控制系统低速改进的建模与仿真分析

4.1 控制系统主要模块的 MATLAB/Simulink 实现

4.2 控制系统部分改进模块的 Simulink 实现

4.3 试验结果

4.4 本章小结

5. 异步电机直接转矩控制系统低速性能改善的硬件电路设计和软件实现

5.1 DSP 的选择

5.2 基于 TMS320LF2407A DSP 的异步电动机 DTC 系统硬件电路的实现

5.3 基于 TMS320LF2407A DSP 的异步电动机 DTC 系统的软件控制流程

5.4 试验结果及分析

5.5 本章小结

6．总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢