运动控制课程设计报告

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1、.....《运动控制系统》课程设计学院：物联网工程学院班级：自动化姓名：学号：日期：2015.6.15-2015.6.21成绩：..........目录1直接转矩控制的基本原理及特点--------------------------31.1直接转矩控制系统原理--------------------------31.2直接转矩控制系统的特点-------------------------42直接转矩控制的计算模型--------------------------------42.1定子磁链计算模型42.2转矩计

2、算模型-----------------------------------53直接转矩控制系统的SIMULINK仿真模型-------------------53.1磁链和转矩调节器仿真模块------------------------53.2转速调节器仿真模块------------------------------63.3电压矢量选择仿真模块----------------------------63.43/2变换仿真模块-------------------------------73.5电机模型仿真模块

3、--------------------------------73.6转矩计算模型仿真模块----------------------------83.7K/P变换仿真模型模块----------------------------83.8磁链选择模块------------------------------------94比较直接转矩控制系统的仿真波形------------------------95总结与展望-------------------------------------------12.....

4、.....1直接转矩控制的基本原理及特点直接转矩控制系统简称DTC（DirectTorqueControl）系统，是继矢量控制系统之后发展起来的另外一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。在它的转速环里面利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，因此而得名为直接转矩控制。1.1直接转矩控制系统原理如图1-1为直接转矩控制的原理框图，和VC系统一样，它也是分别控制异步电动机的转速和磁链，转速调节器ASR的输出作为电磁转矩的给定信号T*，在T*后面设置转矩控制内环，它可以抑制磁链变化对于转矩的影响，从而使得转速和磁链系统实

5、现解耦。因此，从整体控制结构上来看，直接转矩控制（DTC）系统和矢量控制系统（VC）系统是一致的都获得了较高质量的动态性能以及静态性能。从图中可以看出，直接转矩控制系统的基本思想是根据定子磁链幅值偏差ΔΨs的正负符号和电磁转矩偏差ΔTe的正负符号，再根据当前定子磁链矢量Ψs所在的位置，直接选取合适的电压空间矢量，减小定子磁链幅值的偏差和电磁转矩的偏差，实现电磁转矩与定子磁链的控制。在直接转矩控制技术中,其基本控制方法就是通过电压空间矢量来控制定子磁链的旋转速度,控制定子磁链走走停停,..........以改变定子磁链

6、的平均旋转速度的大小,从而改变磁通角的大小,以达到控制电动机转矩的目的。1.2直接转矩控制系统的特点直接转矩控制作为一种交流调速的控制技术具有以下特点：①转矩和磁链的控制采用双位式控制器，并在PWM逆变器中直接用这两个控制信号产生输出电压，省去了旋转变换和电流控制，简化了控制器的结构。②选择定子磁链作为被控量，计算磁链的模型可以不受转子参数变化的影响，提高了控制系统的鲁棒性。③由于采用了直接转矩控制，在加减速或负载变化的动态过程中，可以获得快速的转矩响应，但必须注意限制过大的冲击电流，以免损坏功率开关器件，因此实际的

7、转矩响应也是有限的。2直接转矩控制的计算模型2.1定子磁链计算模型直接转矩控制系统需采用两相静止坐标（αβ坐标）计算定子磁链，通过32变换从而避开旋转坐标变换。αβ坐标系上定子电压方程：移向并积分后得上式即为定子磁链计算模型，其结构如图2-1所示。RsRs图2-1定子磁链计算模型..........2.2转矩计算模型在静止两相坐标系中电磁转矩表达式为上式即为转矩计算模型，其结构框图如图2-2所示图2-2转矩计算模型3直接转矩控制系统的SIMULINK仿真模型本次课程设计采用基于Simulink/PowerSystem

8、Blocks的异步电机空间矢量脉宽调制直接转矩控制系统的建模方法。采用结构化和模块化的设计方法，建立了异步电机直接转矩控制变频调速系统的仿真模型。图3-1直接转矩控制系统仿真模型3.1磁链和转矩调节器仿真模块定子磁链调机器和转矩调节器，两者均采用带有滞环的双位式控制器，它们的输出分别为定子磁链幅值偏差和电磁转矩偏差。其中转矩控制是三位滞环控制方