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参数自整定PI估计器在永磁同步电机直接转矩控制中的应用研究

王玲芝  
【摘要】: 德国学者M.Depenbrock于1985年针对异步电机提出了一种高性能电机控制方法—直接转矩控制。直接转矩控制算法简单、控制效果优良,并成功应用到异步电机调速系统中,直接转矩控制方法已成为交流伺服系统的研究热点之一。但是直接转矩控制研究大部分集中在异步电机的控制上,直到近几年才有一些学者致力于该控制方法在永磁同步电机控制中的应用,但这些研究工作还处于初级阶段,许多问题还有待解决。本文首先讨论了直接转矩控制方法在永磁同步电机中的应用问题,利用MATLAB仿真工具对永磁同步电机直接转矩控制系统进行了仿真研究。分析了定子电阻的变化对永磁同步电机直接转矩控制系统性能的影响,提出了一种基于参数自整定的PI估计器估计定子电阻的方法,并进行了仿真研究,仿真结果表明参数自整定的PI电阻估计器能够很好地跟踪定子电阻,具有鲁棒性强、响应速度快、稳态精度高等优点。也可以看出基于PI估计器的补偿器可以克服由控制算法中电阻和实际的定子电阻之间的失谐引起的不稳定问题。在此基础上,又提出了一种类似的基于转矩偏差的PI估计器并应用于直接转矩控制系统中,通过仿真可以看出该估计器减小了定子电阻的变化对系统的影响,有效地降低了转矩和磁链的脉动,提高了系统的控制性能。文章最后提出一种基于磁链误差矢量预测的直接转矩控制策略,并进行了对FEVE-DTC和基本DTC算法在相同状态下的仿真比较,FEVE-DTC能以较低的采样频率显著减小磁链和转矩脉动,同时也可以减小电流的失真程度,具有更优越的运行性能。


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