永磁同步电机直接转矩控制系统研究

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1、摘要直接转矩控制是继矢量控制之后又一个高性能的交流变频调速技术。论文围绕永磁同步电机直接转矩控制系统的动态性能、鲁棒性、无速度传感器、数字控制等方面展开研究，具有较高的理论意义和应用前景。本文主要做了以下工作：分析了永磁同步电机直接转矩控制系统的原理，讨论了永磁同步电机直接转矩控制系统中各控制子模块的功能和具体实现方式，搭建了传统永磁同步电机直接转矩控制系统，并对基于Matlab／Simulink的永磁同步电机数学模型进行建模和全系统仿真。仿真结果验证了直接转矩控制理论的可行性。鉴于PI调节器的不足，研究了滑模变结构控制理论，深入研究了产生抖振的原因，提出把速度控制器中的开关切换函数

2、改成连续函数，实验显示抖振明显减小。分析了几种不同的滑模趋近律，得出最优的滑模速度控制器，实现了控制精度上升时间等各方面控制性能的大幅提高。为了克服使用机械传感器给调速系统带来的缺陷，运用Popov超稳定性等相关自适应理论，使用模型参考自适应方法完成永磁同步电机无速度传感器控制仿真。仿真显示控制效果比较理想。针对直接转矩控制采用的是Sang-Bang控制，控制周期过长使转矩脉动加大问题，自主设计了高速双处理器控制电路板。双DSP控制系统综合利用TMS320F2812和TMS320VC33芯片的优势和特长，实现了两者之间协调工作，大大缩短了控制周期，提高了控制平台的整体性能，转矩脉动明

3、显减小。关键词：永磁同步电机，直接转矩控制，滑模变结构，模型参考自适应，数字控制系统AbstractDirectTorqueControl(DTC)isonekindofthehigh-performanceexchangefrequencyACconversionspeedregulationtechnologyaftervectorcontr01．ThethesisisstudiedOlldynamicperformance，robustness，uosensor,digitalcontrolofthePermanentMagnetSynchronousMotor(PMSM)DT

4、C，ithashighertheorysignificanceandtheprospectapplying．Themainworkingofthethesisisasfollows：IthasanalysedDTCofPMSMprinciple,discussedthefunctionofmoduleandthewaytorealizecontrolofDTConPMSM，hasbuiltthecontrolsystemoftraditionalDTCofPMSM，andbuiltthemodelandsimulateentiresystembasingthemodelofPMSMu

5、singMatlab／Simulink．SimulatedresulthasverifiedcontroltheoryfeasibilityofDTC．InviewofPIadjusterdeficiency，theSlidingModelControl(SMC)theoryhasstudied．Godeepintothecauseofcreationoscillationhasstudied．Changingtheswitchedfimctionofspeedcontrollertocontinuationfunctionissuggested．Theexperimentdemon

6、stratestheobviousdiminutionofoscillation．severalkindsofdifferentlawsoftheSMChaveanalysed，andthebestSMCcontrollerwasfounded．thecontrolofaccufacyandTimeofRisingandSOonhaverealizedwiderise．Forovercomingthedefectofusingmachinerysensorbroughtspeedregulation，applyingPopovhyperstabilitytheory,simulati

7、onWasfinishedUsingModelReferenceAdaptiveSystem(MRAS)．Simulationdisplayedcontroleffectisquiteideal．InordertosolvetheproblemthattoolongcontroltimeenlargestorquerippleduringtheBang—BangcontrolinDTC，itisdesignedthehighspeedtwoprocesso