基于全维观测的模糊直接转矩控制方法研究.pdf

第46卷第1期
电力电子技术
Vo.46. No. 1
2012年1月
Power Electronics
January 2012
基于全维观测的模糊直接转矩控制方法研究
朱秦岭2,彭常户12,李建峰2,贾庆功12
(1.西部超导材料科技有限公司,陕西西安710021;2.超导国家工程实验室,陕西西安710018)
摘要:此处以永磁同步电机(PMSM)为被控对象,针对其传统直接转矩控制(DTC)系统转矩和磁链脉动大的问
题,提出了模糊控制的概念,并将传统DTC系统中的定子磁链积分环节用全维状态观测器代替,有效地减少了
直流偏移及积分误差累积等缺点。对传统的带有定子磁链积分器的 PMSM DTC系统和设计的基于定子磁链全
维状态观测的PMSM模糊DTC系统分别进行实验验证,结果表明,改进后控制系统的控制性能明显优于改进
前,即改进后的定子磁链和转矩脉动大幅度减小。
关鍵词:永磁同步电机;直接转矩控制;模糊控制;全维状态观测器
中图分类号:TM351
文献标识码:A
文章编号:1000-100X(2012)01-0087-03
Fuzzy DIC of PMSM Based on Full-order Observer
ZHU Qin-ling, PENG Chang-hu-2, LI Jian-feng.2, JIA Qing-gong. 2
(1. Western Superconducting Technologies Co, Ltd, Xi'an 710021, China
Abstract: Using permanent magnet synchronous motor(PMSM )as the controlled object, aiming at the problem of the
torque and flux linkage ple in rai onal it oue co( sys em fuzz control concept is introduced. Si
multaneously, this paper utilizes he full-rer ste observer o replace the integral part of the stator flux linkage ob
server in traditional DTC which
ely reduces the direct current drift, the integral error accumulation and
other sho comin Thou h the experimen of he radon PMSM DTC system with stator flux linkage integral ob
server and the PMSM fuzzy DTC system with full-order state observer, it can be seen that the control performance of
the new fuzzy D system is ter than the one of traditional DTC system evidently. In other word, the stator flu
linkage and torque ripple of new system are decreased significantly
Keywords: permanent magnet synchronous motor; direct torque control; fuzzy control; full-order state observer
1引言
是一个使其正转或反转的确定值叫。因此,使控制
PMSM具有结构简单、体积小、重量轻、效率和
系统的转矩和磁链脉动比较大。
功率因数高、转动惯量小、运行可靠、维护容易等
针对传统DTC中存在脉动大的问题,加入了
优点,广泛应用于高性能要求的场合。DTC是在空模糊控制,即使用模糊控制器代替传统的滯环比
间矢量调速理论的基础上,继矢量控制技术后发较器,将转矩误差、磁链误差和角度值进行细分,
展起来的一种新型的具有高性能的交流変频调速从而得出一个更为恰当的定子电压。由DTC的原
技术。鉴于它在异步电机控制中良好的控制性能,
理可知,定子磁链观测值的准确度对控制性能有
近年来将DTC应用于PMSM己成为运动控制的很大的影响,于是其准确观测在控制中起到关键
个研究热点川。
性的作用。此处利用电机的电磁关系设计了基于
DTC与通过控制电枢电流的矢量控制相比,
定子磁链的全维观测器,代替了传统的积分环节,
不需要解耦电机的数学模型,而强调对电机转矩减少了直流偏移及积分误差累积等缺点。实验结
进行直接控制,它采用bang-bang控制的离散滯环果证明,设计的基于全维观测器的PMSM模糊
控制器产生PWM信号直接控制逆变器的开关状
DTC系统控制性能明显高于传统的DTC。
态。但它利用滞环比较器的继电器特性,无法准确2永磁同步电机模糊直接转矩控制
地区分转矩误差与磁链误差,从而不能生成一个
21永磁同步电机直接转矩控制
恰当的逆变器开关矢量,即作用的定子电压值只
DTC的基本思想是通过在准确观测定子磁链
定稿日期:2011-07-29
空间位置和大小,并保持其幅值基本恒定以及准
作者简介:米秦岭(1982-),男,陕西眉县人,研究方向为确计算负载转矩的条件下,通过控制电机的瞬时
电气工程及其自动化。
输入电压来控制电机定子磁链的瞬时旋转速度来
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