MATLAB永磁同步电机直接转矩控制的仿真研究(3)
随着技术的不断进步，人们对传统的PWM控制方法进行改进，提出了SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)即空间矢量的脉冲宽度调节。SVPWM是以三相对称正弦波电压供电时定子所产生的三相对称的理想磁场圆为参考标准，适当转换三相逆变器各种开关模式，得到PWM的波形，从而形成实际的磁链向量去追踪准确的磁场圆。
1.2.2控制策略的发展
电机控制的策略大致可分为三类：基于稳态的控制策略，基于动态的控制策略和不依赖对象的数学模型的控制策略。其中基于稳态的控制策略受到动态性能的限制，不能得到广泛的应用。而不依赖对象的数学模型的控制策略现今还没成熟。基于动态的控制策略因其动态性能和控制精度较高，应用比较广泛。其典型代表就是矢量控制和直接转矩控制。
矢量控制，矢量控制方法的基本思想就是对电机的参数进行解耦，分别对电机的磁链和电流进行独立的控制。具体实现方式是把转子的旋转磁场作为参考系，将定子电流分解成两个分量，一个是与转子同向的分量，即直轴分量；一个是与转子正交的分量，即交轴分量。这样就消除了转子和定子之间的互感的影响，成功解耦。然后分别独立对两个分量进行控制，达到控制电机速度的目的。究其实质，就是将复杂的交流电机控制，通过坐标的转换，变成直流电机的控制。但是，因为要实现这种控制方法，就必须在系统中增设位置传感器，观测转子的实时位置。这样就是的成本增加，而且加大了操作难度。另一方面，由于坐标轴的转换，增加了大量的运算，降低了效率，带来了诸多不便。
直接转矩控制是在矢量控制策略后又一应用广泛的控制策略，它放弃了矢量控制中解耦的思想，没有通过控制定子电流，定子磁链等变量去间接控制电机，而是通过直接控制电机的转矩来控制其转速。它并没有像矢量控制一样，用转子磁链作为参考系，而是把定子磁链作为参考系，这样就使磁链仅仅由定子电阻确定，大大弱化了电机运行状态改变时对控制策略的影响。确定了参考系后，只需测定定子的电压和电流，就能通过空间矢量理论去计算电磁转矩以及定子磁链。通过给定转矩和实际转矩以及给定的定子磁链和实际的定子磁链的误差，去选择适当的电压矢量进行控制。
直接转矩控制也并不是十全十美的控制策略，传统的直接转矩控制同样存在着缺点。它要将给定转矩与实际转矩的误差和给定定子磁链与实际定子磁链的误差输入到滞环比较器中。由于滞环比较器存在一个阀值，而且电压逆变器只有八种状态可选择。当转矩或者定子磁链从一个很小的值变化到另一个很小的值，即电机运行在低速状态，如在启动阶段时，电压逆变开关没来得及改变，导致电压矢量继续作用，直至给定转矩与实际转矩的误差和给定定子磁链与实际定子磁链的误差达到滞环比较器的阀值，电压逆变器才开始改变状态，终止电压矢量的作用。因此，在此过程中，会使电机的转矩和定子磁链产生较大的波动。
直接转矩控制主要通过控制转矩和磁链直接控制电机，简单直观，抗干扰能力强，转矩响应快。但是仍然存在着低速时转矩响应慢的问题。针对这问题，专家们提出了改进空间电压矢量开关表，用空间矢量脉冲宽度调制代替空间电压矢量开关表和将模糊控制，神经网络以及直接转矩控制相结合这三种方案。这就指明了直接转矩控制今后的发展方向。
为了解决传统的直接转矩控制在低速时转矩响应慢，动态性能不足的缺点，专家提出了几种解决方法，即直接转矩控制在今后的发展方向。