智能传输系统驱动控制技术分析+Matlab仿真(3)
(1)新型功率控制器件和PWM技术的应用
可控型功率器件的不断进步为电机控制系统的完善提供了硬件保证，如大功率晶体管(GTR)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、绝缘栅可换向晶体管(IGCT)等的实用化，使得高频、高压、大功率PWM控制技术成为可能。电机控制的基本手段是如何控制PWM波形使得功率控制器件输出的电压和电流波形能满足电机高性能运行的要求。现代电机控制系统都是依靠电力电子器件构成变流装置的，即采用以强电为动力、以弱点控制强电，强弱电结合这一关键技术。典型的功率控制器有直流斩波器、交直交电流型或电压型变换器、交交循环变换器和矩
阵变换器等。直流斩波器主要优点是可以将直流电压升高或降低，它广泛应用于开关电源。交直交电流型变换器的优点在于可实现自然换相，并且容量可以做的很大，但是平波电抗比较笨重，当电源存在干扰时会造成换相失败。对于绝大多数中小型电机来说，主要是采用交直交电压型变换器。目前已经有许多采用MOSFET和IGBT器件做成的变频器产品，开关频率可达20kHz，实现无噪声驱动。值得注意的是，国外正在加紧研制新型变频器，如矩阵变换器，高功率因数可控补偿变换器，中性点嵌位、级联式和飞跨电容式多电平变换器，电机控制系统将得到新的发展。
(2)矢量变换控制技术与现代控制理论的应用
矢量变换控制主要研究感应电机的动态控制过程，不但控制电流和磁通等变量的幅值，同时也控制这些交量的相位。并利用现代线性系统控制中状态重构和估计的概念，巧妙地实现了感应电机磁通和转矩在等效两相正交绕组状态下的重构和解耦控制，从而促进了感应电机矢量控制系统的实用化。矢量变换控制方法已经从最初的感应电机推广到了同步电机的控制，并出现了基于矢量变换的各种控制技术。
(3)微机、微处理器和数字信号处理器(DSP)的应用
随着电子技术的发展，微机和数字控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，以单片机为核心的全数字化控制系统正不断地取代传统的模拟器件控制系统。但是单片机只能处理信息量不大的简单系统，而对于交流电机等较为复杂的系统就需要存储多种数据、实时处理能力，此时就可采用微处理器或DSP芯片的嵌入式解决方案。这样就可以将系统控制、故障监视、诊断和保护、人机交互界面等功能集成一体，实现高性能复杂算法的控制系统。
(4)新型电机和无传感器控制技术研究
各种电机控制系统的发展对电机本身提出了更高的要求，需要研究新型电机设计、动态建模和控制策略。高性能的控制系统利用位置传感器或速度传感器检测位置或速度，而这类传感器使系统体积增大，可靠性降低。为此，无传感器的控制系统成为新的研究热点。通常无传感器系统的算法复杂，计算量大，需要采用具有高速计算能力的DSP芯片，因此，研究DSP芯片硬件和软件，实现电机控制复杂的算法成为无传感器电机控制系统的关键。
1.1.2电机控制系统的类型
在电气传动系统和位置伺服系统中，经常需要使用各种各样的驱动电机，如直流电机、感应电机、无刷直流电机、永磁同步电机、步进电机等。由此产生的电机控制系统主要有以下几种：
(1)直流电机控制系统直流电机由于励磁磁场和电枢磁场完全解耦，可以独立控制，具备良好的调速性能，出力大，调速范围宽和易于控制，广泛用于拖动系统中，目前在各种推进系统中也仍有着广泛的应用。
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