基于神经网络的感应电动机直接转矩控制研究.pdf

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1、第46卷第8期电力电子技术Vo1．46．No．82012年8月PowerElectronicsAug．2012基于神经网络的感应电动机直接转矩控制研究刘星平，黄峰(湖南工程学院，电气信息学院，湖南湘潭411101)摘要：概述了感应电动机在直接转矩控制(DTC)的控制规律。为提高感应电动机在DTC方式下的低速性能，在对感应电动机定子磁场定向控制进行了比较深入的分析后，提出了采用神经网络来处理DTC复杂计算的控制策略。仿真和实验结果表明，该方法能进一步改善感应电动机DTC的性能。关键词：电动机；变频；直接转矩控制；神

2、经网络控制中图分类号：TM32文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)08—0100—03StudyofInductiveMotorDirectTorqueControlBasedonNeuralNetworkLIUXing—ping，HUANGFeng(HunanInstituteofEngineering，Xiangtan411101，China)Abstract：Thecontrolruleofdirecttorquecontrol(DTC)ofinductivemotorissummariz

3、ed．Theruleoffluxorientcontrolisanalyzed．thestrategyofinductivemotorthatusingneuralnetworkfordealwitllcomplexcalculateofDTCisputforwardinordertoimproveperformanceonlowspeed．TheperformanceofinductivemotorDTCisimprovedwhichisverifiedbythesimulationandexperiment．

4、Keywords：motor；frequencyconversion；directtorquecontrol；neuralnetworkcontrolFoundationProject：SupportedbyHunanProvinceNaturalScienceFundItem(No．10JJ9012)；HunanProvinceSei—enceProgramItem(No．2011GK3057)1引言2系统结构及工作原理DTC技术利用空间矢量、定子磁场定向的分基于神经网络控制的DTC系统的基本结构析方法．直接在

5、定子坐标系下分析异步电动机的如图1所示。数学模型．计算并控制电动机的磁链和转矩。采用离散的两点式调节器(Bang—Bang控制)，将转控制器l：t矩检测值与转矩给定值作比较，使转矩波动限制在一定的容差范围内，并产生PWM信号，直接对逆变器的开关状态进行控制。这样就获得了高动态性能的转矩输出。其控制效果取决于转矩的实际状况。它无需将交流电动机与直流电动机作比一转子较、等效、转化，即不需要模仿直流电动机的控参考转子速度速度M制。由于省掉了矢量变换方式的坐标变换与解耦．从而简化了异步电动机数学模型，没有通常图1系统结构

6、原理图的PWM信号发生器，因此其控制结构简单，控Fig．1Theprinciplediagramofsystemcomponent制信号处理的物理概念明确，系统的转矩响应迅系统由速度给定值与转子反馈的速度信号形速且无超调．是一种具有高静态、动态性能的交成误差信号．经过神经网络控制器的控制处理后流调速控制方式。获得转矩的给定值‘．转矩调节器的输入信号’与转矩反馈值的信号差为E。调节器的输出信基金项目：湖南省自然科学基金项目(10JJ9012)；湖南省号是转矩开关信号，磁链调节器采用施密特触发科技计划项目(2011G

7、K3057)器，容差±，通过磁链调节器的两点式调节，将磁定稿日期：2012—02—07作者简介：刘星平(1966一)，男，湖南湘乡人，硕士，副教链波动限定在±占内，达到控制磁链的目的。开关授，研究方向为智能控制及电机传动控制。状态选择单元采用离散的三点式调节方式。根据100基于神经网络的感应电动机直接转矩控制研究转矩调节器、定子磁链调节器的输出及定子磁链压空间矢量lf()来控制定子磁链的旋转速度及的扇区位置来选择合理的逆变器开关状态，用以定子磁链运行状态，以改变定子磁链的平均旋转输出合理的电压空间矢量。系统以TM

8、S320LF2407A速度的大小，达到控制转矩的目的。DTC系统的核型DSP为核心组成控制器。由整流器、电压型逆心问题：①转矩和定子磁链反馈信号的计算模型；变器构成主回路。整个系统按功率电路板、DSP②如何根据两个Bang—Bang控制器的输出信号来控制板、电源、保护电路及信号检测电路等进行选择电压空间矢量和逆变器的开关状态。模块化设计。3神经网络PID控制器的设计在该系