MATLAB感应电机直接转矩控制系统的仿真研究(3)
1.3.2电压矢量选择方式的改进
直接转矩控制通过定子磁链定向，直接对转矩进行控制，它省去了复杂的解藕过程，使得系统结构简单、控制方便。该方式在每个采样周期所选用的电压矢量，总是保证转矩在t0时刻能最快地向着正确的方向变化。很显然，用这种方法选择电压矢量，虽然在各控制周期的开始时刻控制效果最佳，但是整个控制周期内的效果却未必最好。为了改善这种情况，减小转矩的脉动，一些研究者提出了一种新的电压矢量选择方法— 预期电压法：首先根据转矩偏差、磁链偏差和转速计算出一个能达到最佳控制的预期电压，然后用零电压型逆变器的6个工作电压中与之相邻的两个电压矢量来合成它，计算出各自的工作时间，然后用零电压补足采样周期。采用该类型的直接转矩控制系统，虽然因为预期的电压的计算和合成比较复杂，又要考虑磁链暂态和转矩暂态，致使控制周期有所增加，但是通过电压合成，每个周期内一般有两个非零电压和一个零电压以最佳的时间搭配、交替作用，从而相当于将控制频率增到了两倍或两倍以上，使控制更加准确，性能在整个周期内趋向最佳。
1.3.3无速度传感器直接转矩控制系统
直接转矩控制本身不需要转速信息，但为了精确地控制转速，还是应该进行转速闭环。以往是安装转速传感器进行速度反馈，不仅增加了成本，而且降低了系统的可靠性。因此取消速度传感器的研究便成了交流传动中的一个热门方向，并取得了一些新成果。有的文献从Ψs和ωr的关系入手，推导出一个简单的转速估算公式，仅需定子电压和电流就可计算转速。但这只适用于中高速以及系统动态速度性能要求不高的场合。卡尔曼滤波用于估算电机转速，仍是十分有力的工具。实验表明，转速估算值与实际值非常接近，既使在极低速情况下，估算误差仍很小，但随电机参数变化而变大，需要考虑温度对参数的影响，应用受到限制。除此以外，MRAS用于转速估算，但当转速很低时MRAS模型输出变为零，失去对速度的控制，此方法不再适用。鉴于此，有的文献提出了一种用于矢量控制的自适应速度辨识方案，它比以往的MRAS方法简单、稳定，获得了较宽的速度控制效果。利用加载波信号的方法亦可把ωr与电机参数不准的误差区分开来，从检测出的载波信号可算出转子的位置和速度。
1.3.4 微机控制技术的应用
随着单片机及数字信号处理器DSP为控制核心的微机控制技术的迅速发展，现代交流调速系统的控制回路由模拟控制迅速走向数字控制。当今模拟控制器已被淘汰，全数字化的交流调速系统已普遍得到应用。数字化使得控制器对信息处理能力大幅度提高，许多难以实现的复杂控制，如矢量控制中的复杂坐标变换运算、解耦控制、滑模变结构控制、参数辨识的自适应控制等，采用微机控制器后便都解决了。高性能的矢量控制系统如果没有微机的支持是不可能真正实现的。此外，微机控制技术又给交流调速系统增加了多方面的功能，特别是故障诊断技术得到了完全的实现。微机控制技术的应用提高了交流调速系统的可靠性和操作、设置的多样性和灵活性，降低了变频调速装置的成本和体积。以微处理器为核心的数字控制已成为现代交流调速系统的主要特征之一。用于交流调速系统的微处理器的发展经历了单片机(MCS)－数字信号处理器(DSP)－精简指令集计算机(RISC)三个阶段。交流调速技术的发展过程表明，现代工业生产及社会发展的需要推动了交流调速的飞速发展；现代控制理论的发展和应用，电力电子技术的发展和应用，微机控制技术的发展和应用为交流调速的飞速发展创造了技术和物质条件。
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