基于滑模策略的直接转矩控制研究.pdf

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1、ELECTRICDRIVE2015Vo1．45No．8电气传动2015年第45卷第8期基于滑模策略的直接转矩控制研究苑伟华，潘峰，路瑶(太原科技大学电子信息工程学院，山西太原030024)摘要：针对永磁同步电机的传统直接转矩控制，存在电磁转矩脉动、磁链波动过大，逆变器开关频率难以稳定等问题，介绍了一种结合滑模变结构控制策略的永磁同步电机直接转矩控制方法。首先，分别设计转矩和磁链2个滑模控制器，取代了传统直接转矩控制中的2个滞环调节器；其次，应用Matlab／Simulink对其进行仿真研究。仿真结果表明，该控制策略能有效减小电机磁链和转矩脉动，而且对

2、参数时变和外部扰动具有较强的鲁棒性。关键词：直接转矩控制；永磁同步电机；滑模变结构；滞环调节器中图分类号：TM341文献标识码：AResearchonDirectTorqueControlBasedontheSlidingModeStrategyYUANWei—hua，PANFeng，LUYao(SchoolofElectronicInformationEngineering，Ta@uanUnivemi~ofScienceandTechnology，Taiyuan030024，Shanxi，China)Abstract：Tosolvethosepro

3、blemsassociatedwithconventionaldirecttorquecontrol(DTC)ofpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)，suchashighfluxandtorqueripple，inverterswitchingfrequencyinstability，anewdirecttorquecontrolstrategyofvariablestructureslidingmode(VSS)wasproposed．First，twohysteresisregulatorsinthecon

4、ventionalDTCsystemweresubstitutedbythefluxandtorqueVSScontrollersrespectively．Second，asimulationexperimentwascarriedoutthroughtheMatlab／Simulinksimulationsoftware．Simulationresultsshowthatthecontrolstrategynotonlycanreducethefluxandtorqueripplegreatlybutalsohasstrongerrobusttom

5、otorparameteranddisturbance．Keywords：directtorquecontrol(DTC)；permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)；slidingmodevariablestructure；hysteresisregulator永磁同步电机(PMSM)的优点在于其转矩态时难以保证控制精度等问题，成为影响电机性控制简单，功率密度、功率因数较高等优良性能，能提高的主要因素]。DTC中转矩和磁链脉动从而受到广泛重视，普遍应用于柔性制造系统、问题严重影响了系统性能，究其原因在于逆变器航空航天

6、、大规模集成电路制造等领域。目前，的实际开关频率低于所需要的开关频率，造成在在高性能永磁同步电机(PMSM)控制中，直接转控制周期内采用的有效电压矢量无法与期望的矩控制(DTC)已成为主流控制策略n。传统的电压矢量相吻合。DTC具有结构简单、响应速度快和鲁棒性强等优为解决传统直接转矩控制(DTC)中存在的点，在电机控制问题中被广泛应用。但随着对电诸多问题，很多学者对传统DTC进行了研究和改机性能要求的不断提高，传统DTC存在磁链及转进。文献[3—4]改进了传统直接转矩控制算法中矩脉动大、逆变器开关频率不恒定、系统低速状的开关表，通过增加零电压矢量，采

7、用有效电压作者简介：苑伟华(1988一)，女，在读硕士研究生，Email：yanmao168@163．tom9电气传动2015年第45卷第8期苑伟华，等：基于滑模策略的直接转矩控制研究矢量和零电压矢量共同作用于逆变器的方式来度和方向来得到不同的转矩角，改变转矩角进而构成新的电压矢量开关表，但这种改进方法对降控制电磁转矩的改变。整个DTC控制系统过程低转矩脉动的效果有一定的局限性。文献[5—7]为：将电机定子磁链和转矩的输出值和给定值分将模糊控制理论与传统DTC相结合，这种方法的别进行比较，然后通过2个滞环比较器得到磁链优越性体现在可以减小系统转矩脉动

8、，但基于模和转矩控制信号，再通过查询线外的开关表得到糊控制的DTC计算量比传统DTC大很多，不利所需的电压空