基于SVM-DTC大功率电动伺服系统控制方法研究.pdf

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1、第33卷2016年第1期上海AEROSPACE航天SHANGHAI55文章编号：1006—1630(2016)01一0055一06基于SVM—DTC大功率电动伺服系统控制方法研究陈童，曾凡铨，周阳(上海航天控制技术研究所，上海201109)摘要：针对永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTc)的转矩和电流脉动大，开关频率不稳定的问题，基于对表面式永磁同步电机(sPMsM)数学模型的分析，提出了一种优化的空间矢量脉宽调制直接转矩控制(sVM—DTC)方法，讨论了磁链观测模型和定子磁链的影响。用Matlab／Simulink软件进行了SVM—DTC三闭环电动伺服系

2、统仿真。结果表明：该法不影响DTc转矩与速度响应快的特点，同时具有瞬态电流畸变小，转矩脉动小，动态响应快，系统鲁棒性好的优点。关键词：表面式永磁同步电机；大功率电动伺服系统；空间矢量脉宽调制直接转矩控制；磁链观测模型；定子磁链中图分类号：TM921．54文献标志码：AStudyofElectricSerVoControlSystemBasedonSVM—DTCCHENTong，ZENGFan—quan，ZHOUYang(ShanghaiInstituteofSpaceflightControlTechnology，Shanghai201109，China)Abs

3、tract：Aimtothedisadvantagesoflargetorque，highcurrentrippleandunfixedswitchingofdirecttorquecontrol(DTC)ofthepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)，animprovedSVM—DTCsystemusingspacevectormodulation(SVM)forSPMSMwasproposedbasedontheanalysisofsurface-mounterpermanentmagnetsynchronousmoto

4、r(SPMSM)inthispaper．Theeffectsofthefluxlinkageestimatorchoiceandstatorfluxlinkagereferencewerediscussed．TheSVM—DTCthree100pelectricservocontrolsystemwassimulatedinMatlab／Simulinksoftware．Thesimulationresultsshowedthattheproposedmethodhadthesmallcurrentdistortion，lowtorqueripple，thefa

5、stdynamicresponseanditsrobustnesswasbetterthanthebasicDTC’s．Keywords：Surface-mounterpermanentmagnetsynchronousmotor；Highpowerelectricservosystem；Spacevectormodulation—directtorquecontrol；Fluxlinkageestimation；Statorflux1inkage0引言PMsM因其低惯性、快响应、高功率密度的特点在航天领域得到了越来越广泛的应用口]。新型固捆火箭的推力矢量控制(

6、TVC)采用PMSM驱动的大功率电动伺服系统。基本DTC对转矩进行直接控制，响应速度快，且控制中仅在计算定子磁链时用到定子绕组电阻，控制依赖参数少。基本DTC是按一定的规则从开关表中选取近似合适的电压空间矢量对电机的磁链和转矩进行双滞环Bang—Bang收稿日期：2014—10—23；修回日期：20141125作者简介：陈童(1989)，男，硕士生，主要研究方向为电动伺服系统TVC技术。控制比]。1977年，PIUNKETT首次提出DTc，之后ZHONG等将基本DTc与PMsM结合，实现了PMSM的基本DTC控制[3]。1992年，HA—BETLER等最早将sV

7、M—DTC技术用于感应电机驱动n‘5]。2001年，TANG等基于同步电机负载角控制转矩本质提出了基于负载角控制方案，并首次将该技术用于PMSM驱动系统[6]。虽然DTC与空间矢量控制相比有快速性的优点，但由于基本DTC存在双滞环，导致系统存在开关频率不稳定、转矩和电流脉动大等缺点。为提高基本DTC的性能，提出了多个可行的改进方案。如采用电压空间矢量细分的方法，但该法的缺点是电压矢量有限。对磁链观测，基于反电动势积分的上海航天AEROSPACESHANGHAl第33卷2016年第1期磁链观测模型的结构简单且易于实现，但在低速时受外界影响较大，会产生定子磁链直流偏

8、置，为解决此问题提出了定