基于空间矢量调制的异步电机直接转矩控制

对一种基于空间矢量调制（SVM）技术的异步电机直接转矩控制（DTC）系统进行了建模与仿真研究，基于SVM的DTC方案可以有效地减小转矩波动。在SVM-DTC中使用了两个PI控制器，可以得到能够准确补偿当前定子磁链与转矩误差的参考电压矢量。然后，利用SVM技术将参考电压矢量转换为相应的PWM开关信号。给出在MATLAB／Simulink下对这种SVM-DTC系统的仿真结果，说明了模型的有效性。     

基于空间矢量PWM的新型直接转矩控制系统仿真

针对传统的直接转矩控制（DTC）转矩脉动大、开关频率不恒定等向题，在分析永磁同步电机（PMSM）数学模型的基础上，提出了一种善于空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术的新型直接转矩控制系统，并利用MATLAB仿真软件建立了系统模型。该系统采用PI控制器调节磁链和转矩．逆变器由SVPWM控制．仿真结果表明该直接转矩控制系统设计是正确的，并能有效减小磁链和转矩脉动，改善控制系统的性能。     

基于模糊空间矢量调制的直接转矩控制方案

提出了一种基于模糊空间矢量调制(SVM)技术的异步电机直接转矩控制(DTC)方案。传统SVM-DTC中使用两个PI控制器来产生参考电压矢量的两个分量。设计了转矩模糊控制器代替原有的转矩PI控制器,并给出了基于此模糊控制器的SVM-DTC系统。该转矩模糊控制器的输入是转矩误差与转矩误差变化率,输出为参考电压矢量的转矩分量。针对所提出的方案进行了仿真实验,并与传统SVM-DTC相比较。仿真结果表明该模糊SVM-DTC方案能够提高系统的鲁棒性。     

风力发电模拟器的控制策略研究

为了解决在实验室里进行风力发电技术研究的问题,设计了风力发电模拟器。针对风力发电模拟器的特点,建立了执行元件的数学模型。采用无速度传感器直接转矩控制算法对模拟器进行控制。在风力发电模拟器上的仿真和实验结果表明,采用这种控制策略的感应电机的输出轴转速可以实时跟随风速给定信号的变化,并且迅速达到稳定,稳态精度很高,具有很好的动态性能。     

基于快速控制原型的风力发电半实物仿真系统

为提高风力发电MPPT控制器设计与测试验证的快捷有效性,提出了基于LabVIEW FPGA的MPPT快速控制原型(RCP)系统。在LabVIEW RT实时运行平台上,采用PXI-FPGA架构设计了风速、风力机和PMSG的实时仿真模型,以及MPPT快速控制原型。将功率变换器、实时仿真模型和MPPT快速控制原型相连接,构造出半实物仿真(HIL)闭环测试系统。通过渐变风速和自然风速的实时仿真测试,验证了所述快速控制原型系统设计的正确有效性,为风力发电系统的进一步深入研究提供了一套有效的实时仿真和半实物测试平台。     

风机模拟器研究

应用功率谱密度和信息熵等方法对自然风的频域特性和随机性进行了分析，以统计模型参数分析和蒙特卡罗方法为基础，结合风机的转距特性，应用随机模拟技术，生成随机风速，模拟出风机在随机风速下的转矩变化情况，并据此控制机电随动伺服装置，模拟风机在自然风规律下的运行特征，作为风力发电系统的风机输入。仿真和实验验证表明，新型的风机模拟器可以更好地模拟真实风机在随机环境下的动态特性。     

基于U-I模型的感应电机定子磁链估计的仿真研究

定子磁场定向的直接转矩控制逐渐被广泛应用于高性能异步电机调速系统。定子磁链估计精度是影响控制系统动态、稳态性能的主要因素。由于定子电阻参数变化及低通滤波器的影响，尤其低速运行时，传统定子磁链估计方法的估计精度及快速性往往很差。提出了一个全新的改进U-I模型定子磁链估计方案，不仅解决了定子电阻整定补偿问题。而且解决了低通滤波器截止频率优化补偿问题．在此基础上，建立直接转矩控制方案的仿真系统，仿真结果表明提出的方案能够使异步电机在低速到高速范围内都能得到令人满意的性能。     

直驱式方波永磁同步风力发电机控制系统仿真

根据直驱型风力发电系统中风机惯性大、转速调节响应慢的特点,提出了一种改进的最大功率追踪(MPPT)的控制方法,并与传统的MPPT控制方法进行了对比.根据功率平衡的思想,结合交-直-交功率变换装置的结构特点,所提出的电气控制策略实现了升压电路和逆变器的分别控制.搭建了直驱式方波永磁同步电机风力发电系统中风速、风机、方波永磁同步发电机、Boost升压电路、电压型并网逆变器及其控制部分的仿真教学模型.以突变风为例,对1.5MW直驱式永磁风力发电系统进行了仿真研究.仿真结果表明新的控制方法能够保证发电系统稳定的运行.     

基于DITC的开关磁阻电机转矩脉动抑制仿真研究

基于直接瞬时转矩控制(DITC)理论,介绍了开关磁阻电机的DITC方法及其数学模型,并在此基础上,采用Matlab/Simulink进行了开关磁阻电机DITC系统转矩脉动抑制的仿真研究.仿真结果表明DITC控制结构简单、不需要进行电流控制,直接从参考转矩和当前输出转矩进行比较得到每一相的开关状态,能有效地抑制开关磁阻电机的转矩脉动.系统实验也验证了开关磁阻电机转矩脉动抑制仿真研究的正确性.     

基于PLECS的直驱永磁风电系统直接功率控制研究

在研究风力机特性和永磁同步发电机运行机理的基础上,建立了直驱式永磁风力发电系统数学模型,在实现最大风能捕获的同时,分析了负载变化对发电机侧电能转换单元控制参数的影响。对于网侧逆变器控制,采用基于直轴虚拟电网磁链定向的直接功率控制,避免了对电网电压的检测和电流闭环控制,有效简化了系统结构,提高了工作可靠性。通过在Matlab/Simulink环境下嵌入PLECS工具箱进行仿真研究,结果表明该系统具有较好的控制鲁棒性和低电压穿越能力,进一步验证了基于PLECS工具箱进行风电系统建模与仿真的可行性。     

基于模糊控制的直接转矩控制系统的仿真分析

针对感应电动机直接转矩控制中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于模糊PI控制的定子电阻估计方法。同时提出了一种基于模糊SVM技术的感应电动机直接转矩控制方案,该模糊控制器的输入为转矩误差、磁链误差的绝对值,输出为所选择的参考电压矢量的偏转角,最后对该方法进行仿真研究。仿真结果表明所提出的模糊直接转矩控制方案能够有效地改善感应电动机的低速性能,减小转矩脉动,并且具有很好的动态响应性能。

Abstract：

To solve the effect of stator resistance change of the low-speed performance in direct torque control （DTC） of induction motor,a method of the stator resistance estimate,based on the fuzzy-PI control was proposed.And a fuzzy-SVM controller based on the DTC of induction motor was introduced to select the reference voltage vector,which had three inputs：the absolute value of the torque error and the flux error,one output：the deflection angleη of synthesized voltage vector.Simulation was used to prove the efficiency of this method.The results of the simulation prove that the method of the fuzzy DTC controller can effectively improve the low-speed performance of the induction motor,reduce the torque ripple,and have a good dynamic response performance.     

永磁同步电机最小损耗控制的仿真研究

降低电机的损耗对于节能有重要的意义,分析永磁同步电机(PMSM)损耗模型的基础上,结合直接转矩控制方案,通过实时在线调节磁链给定的控制算法,使永磁同步电机运行于最小损耗控制方式下,并利用MATLAB仿真软件建立了系统模型。该控制方法根据推导出最小损耗控制下的电流来实时确定电机的给定磁链。仿真结果表明与传统的直接转矩控制相比,最小损耗控制方式下的电机损耗有明显减小,达到节能的目的。     

一种新的永磁同步电机直接转矩控制方法

提出了一种新的无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制方法。针对内埋式永磁同步电机直接转矩控制存在较大脉动转矩和逆变器的开关频率不恒定的缺点,设计了一种自适应模糊控制器确定占空比的方法。与其它基于自适应模糊控制器的直接转矩方法不同,这种自适应模糊控制器通过控制正反电压矢量作用时间,在每一采样周期计算出最优占空比。该控制器输出部分的比例因子可以根据转矩的变化趋势经自适应机构的模糊规则库在线调整,不仅可以使永磁同步电机直接转矩控制系统保持恒定的开关频率,而且可以有效地减小磁链和转矩脉动,特别是低速时的转矩脉动。为了获得高性能的无速度传感器永磁同步电机控制系统,设计了一种无速度传感器方案。理论分析和仿真实验结果证明了自适应模糊永磁同步电机直接转矩控制策略的有效性。     

空间矢量调制型凸极同步电动机直接转矩控制

凸极同步电动机的定子磁链变化时间常数通常较小,采用传统的双滞环直接转矩控制(DTC)策略使得电机的电磁转矩和定子磁链存在着较大的脉动。将空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略引入到凸极同步电动机,优化的空间电压矢量组合实现了转矩、磁链误差的精确补偿,同时保证功率器件开关频率恒定。仿真结果表明,与凸极同步电动机传统DTC相比,基于SVM-DTC策略的控制系统能够使电机定子电流畸变率明显降低;转矩和定子磁链脉动显著减小;转矩响应速度快;运行平稳。     

基于SVPWM的直接转矩控制新方案

针对传统的直接转矩控制(DTC)转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,提出了一种基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术的直接转矩控制系统新方案.该系统采用经遗传算法优化后的模糊控制器代替常规的磁链和转矩控制器,以获得任意相位的空间电压矢量,然后利用SVPWM技术来合成该矢量.仿真结果表明该方案能有效减小磁链和转矩脉动,改善系统的性能.     

Application of neural networks for permanent magnet synchronous motor direct torque control

Neural networks require a lot of training to understand the model of a plant or a process. Issues such as learning speed, stability, and weight convergence remain as areas of research and comparison of many training algorithms. The application of neural networks to control interior permanent magnet synchronous motor using direct torque control （DTC） is discussed. A neural network is used to emulate the state selector of the DTC. The neural networks used are the back-propagation and radial basis function. To reduce the training patterns and increase the execution speed of the training process, the inputs of switching table are converted to digital signals, i.e., one bit represent the flux error, one bit the torque error, and three bits the region of stator flux. Computer simulations of the motor and neural-network system using the two approaches are presented and compared. Discussions about the back-propagation and radial basis function as the most promising training techniques are presented, giving its advantages and disadvantages. The system using back-propagation and radial basis function networks controller has quick parallel speed and high torque response.