直接转矩控制系统的Matlab建模与仿真

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1、万方数据ELECTRICDRTVE2011V01．41No．1电气传动2011年第41卷第1期直接转矩控制系统的Matlab建模与仿真张令霞，张兴华(南京工业大学自动化学院，江苏南京210009)摘要：为解决传统的对控制系统建模方法复杂的问题，给出一种基于Simulink／PowerSystemBlocks的异步电机空间矢量脉宽调制直接转矩控制系统的建模方法。采用结构化和模块化的设计方法，利用Simulink和PSB，建立了异步电机直接转矩控制变频调速系统的仿真模型。详细介绍了各子模块的组成、功能及构造方法。该仿真模型可以真

2、实地模拟实际系统，实现简单，便于修改。仿真和理论分析的结果一致，验证了该建模方法的可行性和有效性。关键词：异步电机；直接转矩控制；空间矢量脉宽调制；建模；仿真中图分类号：TM343．2；TP391．9文献标识码：AModelingandSimulationofDirectTorqueControlSystemBasedonMatlabZHANGLing-xia，ZHANGXing-hua(AutomationInstitute，Na可ingUniversityofTechnology，Nanjing210009，Jiangs

3、u，China)Abstract：Tosolvetheproblemofcomplexlymodelingcontrolsystemintheconventionalmethods，amod—elingmethodfordirecttorquecontroldrivingsystemofasynchronousmotorsusingspacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)wasproposedbasedonSimulink／PowerSystemBlock．Thestructureandb

4、lockingmodelingmethodisemployed，byusingSimulinkandPowerSystemBlocksets，thesimulationmodelofasyn—chronousmotorDTCdrivingsystemwasobtained．Andthefunctionofeverysub—modelwasintroducedinde—tails．Theproposedmodelcanfactuallysimulatetheactualsystem．Andthisschemeisimpleme

5、ntedsimplyandmodifiedconveniently．Thesimulationresultsarealignedwiththetheoreticalanalysis，whichprovethefeasibilityandvalidityofthemodelingmethod．Keywords：asynchronousmotor；directtorquecontrol；spacevectorpulsewidthmodulation；modeling；simulation1引言交流异步电机具有结构简单、可靠性高，

6、宽调速范围和价格低廉等优点，广泛应用于现代交流传动系统。然而，异步电机又是一个多变量、强耦合、参数时变的非线性对象，很难对其进行高性能的控制【l_3]。近年来，随着电力电子技术与计算机技术的进步，特别是高速单片数字信号处理器(DSP)、高性能的智能功率模块(IPM)以及功能齐全和界面友好的仿真工具的出现，许多复杂算法得以在异步电机控制中运用，大大提高了异步电机的调速性能。目前高性能的交流调速系统主要采用矢量控制和直接转矩控制[1卅技术。与矢量控制[5j比较，直接转矩控制根据定子磁链和转矩偏差，直接得到逆变器的开关状态，实现对

7、电机输出转矩的控制。具有转矩动态响应快，控制算法简单和鲁棒性强的特点。本文研究基于空间矢量脉宽调制(SVP—wM)[1'6]的异步电机直接转矩控制系统的建模与仿真，利用构建的仿真模型与实际直接转矩控制系统几近一致，可为实际的异步电机直接转矩控制系统设计提供参考依据。该系统为高性能的异步电机变频调速系统的设计与调试提供了一类数字化的验证平台。2异步电机直接转矩控制原理2．1异步电机的数学模型假设磁路线性且不考虑磁路饱和，忽略电机中的涡流损耗和磁滞损耗。在静止a一口正交定基金项目：国家自然科学基金项目资助(60974009)；江

8、苏省六大人才“高峰”项目资助作者简介：张令霞(1984一)．女，硕士研究生，Ernail：lingxia8400@126．conl9万方数据电气传动2011年第41卷第1期张令霞，等：直接转矩控制系统的Matlab建模与仿真子坐标系上，异步电机的数学模型为磁链方程广A≥=I(uL—iLR。