基于滑模变结构异步电机直接转矩控制研究

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1、第44卷第1期电力电子技术Vo1．44，No．12010年1月PowerElectronicsJanuary，2010基于滑模变结构的异步电机直接转矩控制研究王磊，王京，张勇军(北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京100083)摘要：根据异步电机在同步旋转坐标系下的数学模型和滑模变结构理论设计了一种基于转矩误差和磁链误差的滑模控制器．利用获得的参考电压矢量，通过空间电压矢量调制得到逆变器开关控制信号。仿真研究验证了该控制策略在减小转矩和磁链脉动，保证逆变器开关频率恒定的同时，对系统参数摄动和外部干扰表现出

2、较强的鲁棒性。在此基础上．实际应用于基于VxWorks嵌入式系统的变频调速系统平台，取得了良好的控制效果。关键词：异步电机；滑模控制；直接转矩控制；空间电压矢量调制；嵌入式系统中图分类号：TM343文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)O1—0044—02ResearchontheAsynchronousMotorDirectTorqueControlBasedontheSlidingModeVariableStructureWANGLei，WANGJing，ZHANGYong-jun(Nati

3、onalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyin吣，Bering100083，China)Abstract：Accordingtothemathematicalmodelsofinductionmotorinsynchronousrotationcoordinatesandcontroltheoryofslidingmodevariablestructure，anewvariablestructuresliding(VSS)modecontr

4、ollerbasedontorqueandfluxelTorsisproposed．Usingthereferencevoltagevectorswhicharetheoutputsofthecontroller，theswitchingcontrolsignalsofthein—verieraregeneratedbyspacevectormodulationtechnology．Thesimulationresearchverifiesthattheproposedcontrolschemesignific

5、antlyreducestorqueandfluxripple，ensurestheinve~erswitching~equeneytobefixed，anditalsohasstrongrobusttomotorparameteranddisturbance．Then，thealgorithmisappliedOilasystemwhichbaseonVxWorksem—beddedoperationgsystem，throughactualoperation，agoodresultisachieved．Ke

6、ywords：asynchronousmotor；slidingmodecontrol；directtorquecontrol；spacevectormodulation；embeddedsystemFoundationProject：Suppo~byStudyandApplicationofEmbeddedPWMInverterBasedonVMEBusof211EngineeringofChina(No．010301)1引言机直接转矩控制中，利用转矩误差和磁链误差设计交流电气传动领域中，直接转矩控制(DTC

7、)是滑模控制器来替代传统DTC中的两个滞环调节器，继矢量控制之后问世的一种新控制策略传统DTC输出实现空间电压矢量调制，不仅可以提高系统的具有结构简单、响应快速、对系统内部参数摄动和外鲁棒性和快速动态响应，同时也使逆变器的开关频部干扰鲁棒性强等优点，但也存在磁链和转矩脉动率近似恒定。通过仿真实验验证了其可行性。在此基较大、逆变器开关频率不恒定、系统低速运行时难础上．在现有实验室条件下进行嵌入式系统实验平以精确控制等问题【1J。为解决上述问题，国内外学者台的开发．系统实际运行效果良好提出了很多方案，文献【2]采用

8、离散的空间电压矢量2异步电机的数学模型方法，在不同的速度范围使用不同的电压矢量，该方首先建立同步旋转．坐标系下．以定子磁链法易于实现，但控制精度越高。矢量划分就越细，增矢量和电流矢量为状态变量的数学模型：加了控制的复杂性，同时逆变器开关频率也不恒定：Ip：一R++H文献【3】采用模糊控制方法来优化电压空间矢量开Ip7=一Rir一D关表的选择，以减少转矩脉动．但模糊控制的计算量大，数字化