直接轉矩控制系統(tǒng)的Matlab建模與仿真

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1、萬方數(shù)據ELECTRICDRTVE2011V01．41No．1電氣傳動2011年第41卷第1期直接轉矩控制系統(tǒng)的Matlab建模與仿真張令霞，張興華(南京工業(yè)大學自動化學院，江蘇南京210009)摘要：為解決傳統(tǒng)的對控制系統(tǒng)建模方法復雜的問題，給出一種基于Simulink／PowerSystemBlocks的異步電機空間矢量脈寬調制直接轉矩控制系統(tǒng)的建模方法。采用結構化和模塊化的設計方法，利用Simulink和PSB，建立了異步電機直接轉矩控制變頻調速系統(tǒng)的仿真模型。詳細介紹了各子模塊的組成、功能及構造方法。該仿真模型可以真

2、實地模擬實際系統(tǒng)，實現(xiàn)簡單，便于修改。仿真和理論分析的結果一致，驗證了該建模方法的可行性和有效性。關鍵詞：異步電機；直接轉矩控制；空間矢量脈寬調制；建模；仿真中圖分類號：TM343．2；TP391．9文獻標識碼：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引言交流異步電機具有結構簡單、可靠性高，

6、寬調速范圍和價格低廉等優(yōu)點，廣泛應用于現(xiàn)代交流傳動系統(tǒng)。然而，異步電機又是一個多變量、強耦合、參數(shù)時變的非線性對象，很難對其進行高性能的控制【l_3]。近年來，隨著電力電子技術與計算機技術的進步，特別是高速單片數(shù)字信號處理器(DSP)、高性能的智能功率模塊(IPM)以及功能齊全和界面友好的仿真工具的出現(xiàn)，許多復雜算法得以在異步電機控制中運用，大大提高了異步電機的調速性能。目前高性能的交流調速系統(tǒng)主要采用矢量控制和直接轉矩控制[1卅技術。與矢量控制[5j比較，直接轉矩控制根據定子磁鏈和轉矩偏差，直接得到逆變器的開關狀態(tài)，實現(xiàn)對

7、電機輸出轉矩的控制。具有轉矩動態(tài)響應快，控制算法簡單和魯棒性強的特點。本文研究基于空間矢量脈寬調制(SVP—wM)[1'6]的異步電機直接轉矩控制系統(tǒng)的建模與仿真，利用構建的仿真模型與實際直接轉矩控制系統(tǒng)幾近一致，可為實際的異步電機直接轉矩控制系統(tǒng)設計提供參考依據。該系統(tǒng)為高性能的異步電機變頻調速系統(tǒng)的設計與調試提供了一類數(shù)字化的驗證平臺。2異步電機直接轉矩控制原理2．1異步電機的數(shù)學模型假設磁路線性且不考慮磁路飽和，忽略電機中的渦流損耗和磁滯損耗。在靜止a一口正交定基金項目：國家自然科學基金項目資助(60974009)；江

8、蘇省六大人才“高峰”項目資助作者簡介：張令霞(1984一)．女，碩士研究生，Ernail：lingxia8400@126．conl9萬方數(shù)據電氣傳動2011年第41卷第1期張令霞，等：直接轉矩控制系統(tǒng)的Matlab建模與仿真子坐標系上，異步電機的數(shù)學模型為磁鏈方程廣A≥=I(uL—iLR。