基于新型变结构控制策略的直接转矩控制系统研究.pdf

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1、电气传动和自动控制《电气自动化／2010年第32卷第6期ElectricDrive&AutomaticContro1基于新型变结构控制策略的直接转矩控制系统研究邓国璋黄冈职业技术学院摘要：提出一种新型变结构控制策略，以解决感应电机直接转矩控制系统转矩波动大，低速性能差，以及逆变器开关频率不固定等问题。在变结构控制中采用带有线性区间的非线性控制结构，既能利用非线性特性抵偿内外扰的影响，又能实现系统在原点附近无抖振，在保证变结构控制快速性和鲁棒性的同时，有效改善了系统的性能。结合电机数学模型设计了相应的控制律，通过Lvapunov分析

2、证明了系统的全局渐近稳定性。仿真结果证明了本文所提控制策略的有效性和可行性。关键词：变结构控制直接转矩控制感应电机f中图分类号】TM301．2【文献标识码]A【文章编号]1000．3886(2010)06—0007—04ResearchofDirectTorqueControIBasedOnaNewVariableStructureControIStrategyDengGuozhang(HuangGangPolytechnicCollege，China)Abstract：Anewvariablestructurecontrol(V

3、SC)strategyisproposedinthispapertosolveproblemsofDTCforinductionmotordrives，suchaslargetorqueripple，dificultytOcontrolatlowspeedrange，andtheswitchingfrequencyisvariable．ThenonlinearcontroltechnologywithlinearregionisadoptedinVSCtocounteracttheeffectofdisturbance，andac

4、hievezerochatteringrightaroundsystemorigin．Thero—bustnessandquicknessofVSCaremaintained，andtheperformanceissignificantlyimprovedbythenewstrategysimultaneously．Ac—cordingtomathematicalmodelofinductionmotor，controllawisdesignedinthispaper，andglobalasymptoticstabilityoft

5、hesystemisprovedintheLyapunovsense．Simulationresultsconfirmthevalidityandfeasibilityoftheproposedstrategy．Keywords：variablestructurecontrol(VSC)directtorquecontrol(DTC)inductionmotor0引言依赖于控制对象的数学模型，对非线性、强耦合对象的适应性较差，对系统参数、外部扰动缺乏鲁棒性，因此在低速时很难达到较直接转矩控制(directtorquecontrol

6、，DTC)是上个世纪八十年为理想的控制性能。代由德国鲁尔大学的Depenbrock教授提出的一种高性能交流变变结构控制(variablestructurecontrol，VSC)是一种鲁棒性较强频调速技术，并成功应用于感应电机控制领域。直接转矩控制技的非线性控制方法，具有结构简单、响应快速、对系统参数摄动及术放弃了矢量控制中电流解耦的控制思想，省略了电压调制模块外部扰动不敏感等优点。然而传统变结构控制中离散化采样延和电流反馈环，通过检测定子电压和定子电流，直接计算出电机的迟、开关器件惯性等因素容易导致“抖振”问题，引起高频振荡，对

7、磁链和转矩，并采用两个滞环比较器直接实现对定子磁链和转矩系统的控制性能造成很大危害。因此本文提出一种新型控制策的解耦控制，因此具有结构简单、转矩响应快、对系统内部参数摄略，将变结构和PI控制相结合，在变结构策略中采用带有线性区动和外部干扰鲁棒性强等优点，但同时也存在电流、磁链和转矩脉间的非线性控制结构，既能利用非线性特性抵偿内外扰的影响，又动大，逆变器开关频率不固定，系统低速运行时难以精确控制以及能实现系统在原点附近无抖振，在保证变结构控制快速性和鲁棒因转矩脉动引起的高频噪声等问题⋯。很多研究一【5表明，将空性优点的同时，有效改善

8、了系统的性能。间矢量调制技术与直接转矩控制相结合可以有效解决DTC磁链1感应电机直接转矩控制和转矩的波动，并且可以实现逆变器开关频率恒定。然而在空间矢量转矩控制系统中，速度控制一般采用PI调节器，其中比例系感应电机直接转矩控制系统的结构如图1所示，