无刷直流电机直接转矩控制仿真研究

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1、分类号：TH1210710-2012125060硕士学位论文无刷直流电机直接转矩控制仿真研究桂天真导师姓名职称张新荣教授申请学位级别工学硕士学科专业名称机械电子工程论文提交日期2015年5月29日论文答辩日2015年6月8日学位授予单位长安大学TheSimulationStudyonDTCforBrushlessDCMotorADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GuiTianzhenSupervisor：Prof.ZhangXinrongChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所

2、呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公丌发表的成果。本声明的法律责任由木人承担。论文知识产权权属声明木人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校亨有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名:年/月々曰导师签名：1/7年/月/。曰摘要近几十年来，随着电力电

3、子技术、现代控制理论和新的永磁材料的发展及出现，无刷直流电机得以被越来越广泛地应用于工业领域。无刷直流电机以电子换相取代机械换相，克服了传统直流电机存在的机械摩擦等缺点，同时具有更高的功率密度、更小的噪音和更优的速度调节性能。但是，无刷直流电机并不是十全十美的，转矩脉动就是其存在的最大问题，这导致无刷直流电机无法在高精度场合发挥功效。所以，抑制无刷直流电机转矩脉动显得尤为必要。为了实现抑制无刷直流电机转矩脉动的目标，首先得搞清楚转矩脉动是如何产生的，所以在本论文中会有单独的一章来分析无刷直流电机转矩脉动产生的机理。同时，无刷直流电机的结构、工作原理和数学模型都会一一介绍。基于这些理论分析，本文

4、引入直接转矩控制策略来抑制无刷直流电机的转矩脉动。直接转矩控制策略具有很好的控制性能，已被广泛应用于交流感应电机和永磁同步电机中。不同于其他控制策略，直接转矩控制不是通过间接方法来控制转矩，而是对转矩进行直接控制。该控制策略在定子坐标系下观测电机的磁链及转矩，并将观测值与给定值进行比较，以得到相应的差值信号，差值信号经过控制器的作用，输出控制信号。最后，根据控制信号和电机的磁链状态，选择相应的电压空间矢量，从而达到直接控制转矩的目的。在本论文中，直接转矩控制策略用来控制无刷直流电机，以抑制电机的转矩脉动。以前面的理论分析为基础，利用Matlab/Simulink仿真软件建立起电机的控制系统仿真

5、模型，并对其进行仿真验证。仿真结果表明，直接转矩控制策略能够有效地抑制无刷直流电机的转矩脉动。关键字：无刷直流电机，转矩脉动，直接转矩控制，系统仿真模型iAbstractInrecentdecades,withthedevelopmentofpowerelectronicstechnology,moderncontroltheoryandthenewpermanentmagnetmaterials,brushlessDCmotor(BLDCM)hasbeenmoreandmorewidelyusedinindustryapplications.TheBLDCM,whichovercomesth

6、efrictiondisadvantagesoftraditionalDCmotorusingmechanicalcommutation,hasmanyadvantagessuchashigherratioofpowertovolume,lownoiseandgoodspeedgoverningperformance.ButBLDCMisnotperfect.TorquerippleisthemaindrawbackofBLDCM,whichmakestheapplicationofBLDCMinthehighaccuracysystemimpossible.Soitisnecessaryto

7、minimizetorqueinabrushlessDCdrive.InordertominimizetorqueinabrushDCdrive,firstweneedtoknowwhatmakestheripplehappen,sointhisthesisachapteriswrittentoanalyzethereasonsfortheripple.Meanwhile,thestructure