（定稿）异步电机的直接转矩控制仿真研究（最终定稿）

直接转矩控制解决了上述系列问题，在交流拖动控制系统中发挥着举足轻重的作用。

直接转矩控制于年由德国鲁尔大学的教授首次提出，并获得了令人满意的控制效果。

不同于向量控制，直接转矩控制不需要估计转子磁链，只需要估计定子磁链，涉及到的电动机参数只有定子电阻，因而对电动机参数的依赖性大大减弱。

相比向量控制，直接转矩控制省去了复杂的向量旋转变换，其控制思想新颖控制结构简单控制手段直接转矩响应迅速，因而是种具有高静动态性能的交流调速方法。

目前广泛应用于三相异步电动机单相异步电动机开关磁阻电动机和永磁同步电动机中，在家用电器汽车工业电力机车牵引等工业生产中也发挥着巨大的作用。

异步电机发展概况电力拖动系统分为恒速拖动系统和调速拖动系统。

调速拖动系统又可分为直流调速系统和交流调速系统。

用直流电机可方便地进行调速，其具有优良的转矩控制性能，但由于本身结构特点，直流调速有几个主要缺点直流电动机容易出现故障，维修困难。

使用场合受到限制，在易燃易爆以及环境恶劣的地方不能采用。

由于直流电动机的结构因素使单机容量及转速受到限制。

直流电动机的价格高于交流电动机。

华中科技大学文华学院毕业设计论文随着现代科技的发展，近年来交流调速获得飞跃的发展，采用交流电机拖动方式逐步占据了主要地位。

异步电机是种交流电机，其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系，还随着负载的大小发生变化。

负载转矩越大，转子的转速越低。

异步电机包括感应电机双馈异步电机和交流换向器电机。

感应电机应用最广，在不致引起误解。

图表示了逆变器的个电压矢量个非零电压矢量和个零矢量和典型的矢量。

如果忽略定子电阻，可得下式或者上式表明，定子磁链矢量的增量为电压矢量与时间增量出的乘积，也就是说它与逆变器的六个非零电压矢量之间存在着定的对应关系，如图，所示。

图控制下定子磁链矢量的轨迹华中科技大学文华学院毕业设计论文图题，在电机启动过程中不必知道电机转子初始位置可以解决电机的启动问题，此外，算法可以确保系统的全局稳定性其他些通过状态观测器实现电机无速度传感器控制的方法，通常仅在标称状态的轨迹上将电机非线性化，不能保证系统的全局稳定性，而且整个系统易于数字化实现。

但是扩展卡尔曼算法复杂，需要矩阵求逆运算，计算量大，为满足实时控制的要求，需要高速，高精度的数字信号处理器。

另方面，扩展卡尔曼滤波器要用到很多随机误差的统计参数，由于模型复杂，涉及因素多，使得分析这些参数的工作比较困难，需要通过大量调试才能确定合适的随机参数，而且调速范围有定的局限性，只适合中高速调速系统。

随着微电子技术电力电子技术计算机控制技术的进步，交流电动机调速技术发展到现在，有了长足的进步。

特别是世纪年代出现的矢量控制技术和年代出现的直接转矩控制技术，使交流电动机调速系统的性能可以与直流电动机调速系统的性能相媲美。

而交流电动机尤其是鼠笼异步电动机由于其自身结构和运行特性的优点，使得交流电动机调速系统的优势强于直流电动机调速系统。

在交流电动机控制技术中枪挑调频控制矢量控制以及直接转矩控制简称具有代表性。

其中应用直接转矩控制技术是种高性能的控制调速技术，直接转矩控制对交流传动来说是种最优的电动机控制技术，它可以对所有交流电动机的核心变量进行直接控制。

华中科技大学文华学院毕业设计论文绪论课题背景运动控制系统包括直流拖动控制系统和交流拖动控制系统。

相比直流拖动，交流拖动省去了电刷和换向器的经常维修带来的成本。

同时，由于电力电子技术的飞速发展，大规模集成电路和计算机控制技术的出现，以及交流拖动在节能减耗方面的优势，交流拖动在异步电动机和同步电动机控制系统中得到了广泛的应用，这些应用包括风机造纸厂地铁和机车牵引电动汽车机床和机器人家用电器和风力发电系统等。

交流电机的各种控制方法，包括标量控制向量控制磁场定向控制直接转矩控制和自适应控制等。

标量控制只对变量的幅值进行控制，忽略电机的耦合效应，其动态性能较差，但实现起来较为方便。

与标量控制不