一种新型速度调节器在直接转矩控制系统中应用.pdf

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1、《电气自动化)2010年第32卷第2期电气传动和自动控制ElectricDrive＆AutomaticControf一种新型速度调节器在直接转矩控制系统中应用六ApplicationofaNovelSpeedRegulatorintheDirectTorqueControlSystem上海电力学院(上海200090)梅柏杉刘海华(ShanghaiUniversi0ofElectricPower，Shanghai200090，China)MeiBaishanLiuHaihua西北工业大学(西安710129)张金萍(NorthwesternPolyte

2、chnicalUniversity，Xi’an710072，China)ZhangJinping摘要：为了进一步优化直接转矩控制系统的性能，采用了新型的控制器-IP速度调节器。根据直接转矩控制理论，在MATLAB／Simullnk下构造了一个异步电机直接转矩控制系统的仿真模型。在对给定转速的跟踪性能、调速系统的抗干扰性能上，与常规的PI速度调节器进行了对比。仿真结果表明：IP速度调节器可以极大地提高该系统的响应速度和稳定性，与PI速度调节相比，具有相对优良的性能。关键词：直接转矩控制IP控制PI控制Abstract：Inordertooptimiz

3、ethePerformanceofDirectTorqueControlsystem，ahove]controller—IPspeedregulatorwasused．AccordingtOtheprincipleofDirectTorqueContro1．aDTCsvstenlSimulativemodelofinductionmotorisconstructedwithMatlab／Simulink．Then山ecot-relativecharacteristicsofthetwocontrolsystemswhicharecontrolled

4、bythePIandIPcontrolseparatelywereanalyzedandcompared．ThesimulationresultsshowthattherespondingspeedandthesteadyofthesystemCallbeimprovedgreatlywiththeIPregulator．Keywords：DTCIPcontrolPIcontrol【中图分类号]TP272【文献标识码】A『文章编号】1000—3886(2010)02—0004—031引言PI控制作为一种直接转矩控制系统中的速度调节器一般采用传统PI

5、控制器，传统的控制器，包含比虽然它具有良好的动态和静态性能，但是PI控制还有经常被人忽例和积分两部分，如上略的缺陷，如在负载给定阶跃变化时速度超调过大，特别是在需要图虚线框内所示，其中频繁启、制动的场合，太大速度超调将严重影响控制效果甚至损坏‰为比例增益，，积分机械设备；相反，设计PI控制器时可以使系统响应无超凋，但同时增益。则控制系统的闭图1PI控制闭环控制原理图环传递函数为：也使对负载扰动的响应变得迟缓。相比之下，IP控制器能使系统响应的超调减小，反应时间加快，又可以使系统具有较强的抗干扰G=c{I／1+Il性．从而进一步提高系统的控制性能-。

6、用它取代Pl控制器，可有=(+，)Gp／【Gp(】+(1+，Gp())S](3)效提高系统性能。我们知道PI控制的比例部分可以提高系统响应的快速性，而本文首先从理论上对Pl和IP这两种控制方式进彳了分析，然积分部分能够消除系统的稳态静差，因此PI控制具有良好的动态后通过Matlab／Simulink搭建仿真系统，应用IP控制对异步电动和静态性能，并且可以通过极点配置改善系统的稳定性。但是PI机的直接转矩控制进行了仿真研究，并且和传统PI速度调节器仿控制时因在闭环传递函数中引入了零点+k，，在阶跃输入下，真的结果进行了比较，验证了IP控制器的可行性，

7、并且进一步证比例与积分同时起作用，从而引起较大超调。明了IP控制可以有效地提高系统的响应速度和稳定性。2．2IP闭环控制2Pl控制器和IP控制器采用IP控制器时，其闭环控制系统控制原理如图2所示：IP控制时系统闭环传递函数为：对于控制系统分别常用、G．一、G表示被控对象、控G^(J=，．．／l，Gp)+(1+{1)5】(4)制器、控制系统开环、闭环的传递函数，由自动控制原理可得：开环传递函数为：Go㈦=GJG，㈦(1)闭环传递函数为：GGo㈦／【1+G0】(2)其中㈤根据采用不同的控制策略来确定。12．1PI闭环控制J当闭环控制系统采用PI控制器时

8、，其控制原理如图1所示：基金项目：上海市教委重点学科建设项目资助(J51301)图2IP控制闭环控制原理图4JElectr