控制结构简单，控制思想新颖，控制手段直接，信号处理的实现方式和物理概念明确。并且控制系统的转矩响应迅速，限制在拍以内，且无超调，是种具有高静动态性能的交流调速方法。但是直接转矩控制自然也有其不完善之处，目前，定子磁链观测器转矩观测器是其研究的难点之，其次传统的个明显缺点是产生的转矩波动较大。因此已经出现了多种改进技术。其中种有效的方法是采用空间矢量调制技术，本文将对这种空间矢量脉宽调制的数字实现展开研究。基于直接转矩控制发展现状传统的直接转矩控制技术的主要问题是低速时转矩脉动大。为了降低和消除低速时的转矩脉动，提高转速转矩控制精度，扩大直接转矩控制系统的调速范围，近些年来提出了许多新型的直接转矩控制系统。采用空间矢量调制技术可有效减少传统的转矩脉动。在每个采样周期中，求得能够恰好补偿当南京工业大学本科生毕业设计论文前定子磁链误差与转矩误差的参考电压矢量，该参考电压矢量由个相邻的基本工作电压矢量及零电压矢量合成得到。采用技术后的系统输出转矩脉动大大减小，但该算法要求的实时计算量很大，硬件要求高。为此，人们提出了技术，把个采样周期分为多个时间段，每个时间段输出不同的电压矢量，从而可以在个周期内组合成多个不同的电压矢量，这就扩大了对电压矢量的选择范围，增大了选择合适电压矢量的机会。将个采样周期分成的时间段越多，可以合成的电压矢量数目就越多，控制越精细，但实现更复杂。应用离散空间矢量技术后的系统输出转矩波动小，控制性能得到极大提高。该控制策略可以减小电机磁链和转矩波动，电流波形正弦度好，有助于提高电机运行效率。所以异步电机的控制策略有良好的应用前景，成为现代交流传动界的研究热点，课题研究的目的和意义随着工业生产的发展，交流电机的控制技术的使用越来越广泛，控制要求也越来越高，本课题以实际试验设计验证基于离散空间矢量技术的直接转矩控制的各项性能，改善了部分数字实现程序，证明控制方法的正确性，减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动，改善了电机动态性能，为实际应用提供了理论指导。本文研究的主要内容和章节安排本论文的主要内容是通过查阅了大量的国内外相关文献，很好地掌握了直接转矩控制的基本原理以及系统设计的基本方法，熟悉以为核心的硬件电路，熟悉使用集成开发环境，实现离散空间矢量直接转矩控制的数字实现方案，利用试验软硬件平台，完成电机的调速控制，并对试验结果进行分析研究。毕业设计主要内容第章介绍本课题的发展状况，主要介绍了直接转矩控制和离散空间矢量技术发展状况和未来的发展趋势。第二章构建了感应电机在各种坐标系下的数学模型，为下面的实验和算法打下坚实的理论基础。第三章介绍了基于离散空间矢量技术的直接转矩控制的基本原理和系统结构，是文章的重点部分，给出了离散空间矢量技术的算法实现。第章绪论第四章系统的硬件设计包括驱动板和控制板的选择和外围电路的相关介绍。第五章系统的软件设计主要包括实验程序的编写和实验平台的使用。第六章实验结果和总结，并对以后的工作进行了展望。南京工业大学本科生毕业设计论文第二章感应电机的数学模型感应电机交流调速系统的控制方式非常复杂，如果要确定最佳的控制方式，必须对系统动静态性能进行充分而有效的研究。作为交流调速控制系统中的个重要环节，感应电机的特性显得极为重要，为把握系统的主要关系，在研究其数学模型时我们常作如下假设定子铁芯为各向同性分布均匀的圆筒状线性铁磁媒质，转子为各向同性分布均匀的圆柱状线性铁磁媒质，定子转子同轴且等长忽略空间谐波。设三相绕组对称，空间互差度电度角，所产生的磁动势沿气隙圆周正弦分布忽略铁心涡流，磁路饱和及磁滞损耗，忽略其它杂散损耗，各绕组的自感和互感都是线性的不考虑频率和温度变化对电机绕组电阻的影响，简化电机模型公式。因此，三相异步电动机的物理模型可用图表示图三相异步电动机的物理模型以相绕组的轴线为空间参考坐标轴，转子轴和定子轴问的电角度为空间角变量，我们规定磁链和各绕组相电压电流的正方向符合电机惯例和右手螺旋定则。由此，我们可得到在三相静止坐标系上的三相异步电动机的电压方程磁链方程转矩方程和运动方程。定子电压方程转子电压方程第二章感应电机的数学模型则可以将绕组的电感和电流作为变量，采用矩阵的描述方式来描述定子绕组的磁通链方程其中，为转子，定子各相得自感为定子转子和转子和定子之间的互感。转矩方程式中负载阻力矩机组的转动惯量扭转弹性力矩系数电机极对数。但是在坐标系统中感应电机基本方程式的求解是十分复杂的，不利于我们的计算和分析，所以通常采用各种线性变换坐标变换来对感应电机的数学模型中文译文测量方法的规模和复杂的程序在不同的逻辑控制的设计方法从结构上分，分为固定式和组合式模块式两种。固定式包括板板显示面板内存块电源等，这些元素组合成个不可拆卸的整体。模块式包括模块模块内存电源模块底板或机架，这些模块可以按照定规则组合配置。在使用者看来，不必要详细分析的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。的控制器控制工作，由它读取指令解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。速度和内存容量是的重要参数，它们决定着的工作速度，数量及软件容量等，因此限制着控制规模。使用系统存储器现在大部分采用闪存技术了用于过程控制系统。除了这个操作系统之外，它还包括个由梯形图翻译成而进制形式的用户程序。快擦型存储器的内容只有在改变用户程序的时候可以被改变。控制器比快擦型存储器使用得更早，存储器比快擦型存储器也更早，快擦型存储器必须用紫外线，灯擦除，并在编程器上进行编程。由于快擦型存储器技术的应用，使得这个过程大大缩短了。在应用程序开发中，通过个串行电缆可以对程序存储器进行重新编程。用户存储器被分成具有特殊功能的块。部分存储器用来存储输入和输出状态。个输入的实际状态存储状态存储在专用存储器位上，为或者。每个输入和输出在存储器中都有个相应的位。另外部分存储器用来存储用户程序中的变量的内容。例如，定时器值，或者记数器值存放在存储器的这个部分。控制器可以通过计算机通常方式重新编程，但是也可以通过人工编程器控制台编程。实际上，这意味着，如果你有编程所需要的软件，早期控制器可以通过计算机进行编程。今天的传输计算机是工厂自己对控制器进行重新编程的理想设备。这对于工业企业来说是非常重要的。旦系统修改结束，将正确的程序重新读入控制器也是非常重要的。定期检查中的程序是否改变是非常好的事情。这有助于避免车间发生危险情况些汽车制造商已经建立了通信网络，可以定期检查中的程序，以保证运行的程序都是正确的。几乎所有用于为控制器编程的程序都拥有各种不同的选项，例如系统输入输出线的强制开关，程序实时跟踪以及图表验证。图表验证对于理解定义失败和故障非常必要。程序员可以添加标记，书日和输出设备名称，以及对于查找或者对于系统维护很有用的注释。添加注释和标记可以使技术人员不仅仅是开发人员很快理解梯形图。注释和标记甚至还可以准确地引用零件号，如果需要更换零件的话。这将加快由于损坏零件而引起的任何问题的修理速度。响应的旧方法是这样的，开发系统的人必须保护这个程序，他旁边再没有人知道系统是怎样完成的。正确的备有证明文件的梯形图使任何技术人员都能彻底理解系统的功能。电源是为中央处理单元提供电源的。大部分控制器的工作电压为或者。在有些控制器上，你可以看见作为模块的电源。用户必须确定从模块取出多大电流来保证电源提供适当的电流。不同的模块使用不同的电流量。该电源般不用于启动外部输入或输出。用户必须提供的电源来启动控制器的输入和输出，因为这样可以保证控制器的所谓纯电源。使用纯电源意味着工业环境中的电源不会严重影响它。有些较小的控制器从与控制器集成在起的小电源为它们的输入提供电压源。毕业设计论文课题名称基于感应电机直接转矩控制的实现院系专业自动化姓名学号起讫日期指导教师感应电机的离散空间矢量直接转矩控制研究摘要直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后交流调速领域中新兴的控制技术，采用空间矢量的分析方法，在定子坐标系下计算并控制转矩和磁链，以获得转矩的高动态性能，相比于矢量控制，它省去了复杂的矢量变换，克服了对电机转子参数的依赖性，具有转矩响应快的优点，本文给出种感应电机离散空间矢量调制直接转矩控制的数字实现方法，详细阐述了以公司的作为控制器核心的直接转矩变频调速系统的软硬件设计方案。实验结果表明，技术可有效减小转矩脉动，改善电流和磁链波形，且保持了般直接转矩控制方法转矩动态响应快的优点。关键词直接转矩控制离散空间矢量调制转矩脉动目录摘要第章绪论电机拖动技术的发展矢量控制直接转矩控制课题研究的现状直接转矩控制发展现状基于直接转矩控制发展现状课题研究的目的和意义本文研究的主要内容和章节安排第二章感应电机的数学模型三相两相静止变换变换第三章直接转矩控制的基本原理和系统结构直接转矩控制基本原理直接转矩控制系统结构基本原理空间矢量的工作原理基本原理第四章系统的硬件设计主控板控制器选型控制板特性主控板外围电路主功率驱动板电源电路整流电路逆变电路驱动电路信号隔离及故障保护电路信号检测电路第五章试验结果与分析开发平台系统软件流程系统软件实现实验平台实验结果分析致谢参考文献南京工业大学本科生毕业设计论文第章绪论电机拖动技术的发展电气传动装置在当今社会发展中起着极为重要的作用，它能实现转矩，转速，加速度，位置等多种控制，应用于现代生活生产的众多领域。对于多数机械负载，若采用可调速控制方式，不但能改善其性能，还能打打提升生产效率和工作效率，大量节省能量消耗。如今随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流电机控制的硬件得以简化，另方面，新的控制理论的发展应用，特别是矢量控制方法和直接转矩控制方法的应用，使得交流调频技术获得越来越广泛的应用，因此研究感应电机的调速控制方法显得尤为重要。现代常规领域中的感应电机控制方法有转子磁场定向矢量控制和直接转矩控制矢量控制上世纪年代西门子工程师等人首先提出了异步电机转子磁场定向矢量控制理论来解决交流电机转矩控