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基于FNNS的感应电机直接转矩控制研究

徐中  
【摘要】: 随着电力电子技术和计算机技术的飞速发展,交流电气传动已 正在逐步替代传统的直流电气传动系统。交流电机控制技术具有代 表性的有调压调频控制、转差频率控制、磁场定向控制(矢量控制) 以及近年出现的直接转矩控制等。 要使电机的转速得到快速响应,必须有效地控制转矩。调压调 频控制只控制了电机的气隙磁通,而不能调节转矩。转差频率控制 能够在一定程度上控制电机的转矩,但它是以电机的稳态方程为基 础设计的,并不能真正控制动态过程中的转矩。尽管矢量控制方法 从理论上可以使交流传动系统的动态特性得到显著改善,但实现时 要进行复杂的坐标变换,而且对电机的参数依赖性很大,难以保证 动态过程完全解耦,使转矩控制效果打了折扣。直接转矩控制是一 种更先进的控制技术,它不需要解耦电机数学模型,强调对电机的 转矩进行直接控制,在很大程度上克服了矢量控制的缺点,成为交 流电机调速控制理论第二次质的飞跃。 直接转矩控制理论和技术固然有其许多优点,但作为一种诞生 不久的新理论、新技术,自然又有其不完善、不成熟之处,有些问 题甚至成为发展难以逾越的障碍。正是由于以上原因,直接转矩控 制技术成为当今世界研究的热点之一。针对定子磁链补偿和定子电 阻辩识及低速区存在的问题,本文提出了用神经网络结合模糊控制 技术解决上述问题的方案,并进行了具体研究。 论文共分为七章,第一章为绪论,阐述了课题的提出、来源、 目的和意义,综述了国内外直接转矩控制技术的开发研究现状、研 究方向、存在的困难,介绍了本文所做的工作和取得的成果;第二 章在分析直接转矩控制的工作原理、基本方程、控制方案的基础上, 给出了神经网络及模糊控制系统的参戮变量及控制策略。第三章在 分析总结定于电阻与电流非线性关系的基础上,确定了定于电阻模 糊推理变量及推理规则,并对开关状态选择器的控制变量进行了优 化。第四章对直接转矩控制中的开关状态选择器用神经网络控制技, 术设计了具体网络拓扑结构和四种算法,并对几种翼法的学习速度、 稳定性、权收敛性进行了比较和研究。第五章利用MATLAB的神经 网络工具箱对直接转矩控制系统设计并进行了控制性能仿真试验对 比。第六章利用数字信号处理器(DSP)和计算机系统建造的实验平 台对仿真结果进行了实验验证和分析。第七章为全文的总结,并提 出两点研究展望。


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