摘要：傳統直接轉矩控制中，速度環采用PI調節器，而PI調節器本身固有的積分飽和現象會影響磁鏈的觀測；同時有限的六扇區和電壓矢量也是造成轉矩和磁鏈脈動大的原因之一。針對永磁同步電機傳統直接轉矩控制中磁鏈和轉矩脈動大的缺點，提出了速度環優化控制和十二扇區細分相結合的轉矩、磁鏈閉環控制。在Matlab/Simulink環境下對該控制系統進行了仿真，與傳統的DTC比較，仿真結果表明磁鏈和轉矩脈動明顯減小。

關鍵字：DTC；滑模變結構；十二扇區；PMSM

Based on the speed loop optimization and 12 sector breakdown of the PMSM DTC

Abstract: To traditional direct torque control, speed ??loop with PI regulator which is inherent in the integral saturation phenomenon will affect the observations of the flux; In addition, limited six-sector and the voltage vector is one of the reasons for the torque and flux ripple. For the shortcomings of the conventional direct torque control of permanent magnet synchronous motor flux and torque ripple, speed ??loop optimal control and the 12-sector breakdown of the combination of torque, flux closed-loop control is proposed. The control system was simulated in Matlab / Simulink environment, comparison with the conventional DTC, the simulation results show that the flux and torque ripple is significantly reduced.

KeyWords: DTC; Sliding Mode Variable Structure; 12-sector; PMSM

1.引言

直接轉矩控制（DirectTorqueControl，DTC）理論自20世紀80年代由德國學者M.Depenbrock和日本學者I.Takahashi提出以來，得到各國學者的廣泛關注和深入研究[1-6]。DTC摒棄了解耦的思想，直接對轉矩和磁鏈進行控制，具有轉矩響應快，對轉子參數變化不敏感等優點[7]；但其本身存在不足，如PI環節作為速度調節器，有限的扇區等等。

積分器的固有缺陷是導致DTC低速瓶頸的重要原因之一，采用傳統PI調節器會導致系統對參數魯棒性不強和負載擾動能力有限等缺點；傳統DTC采用六邊形磁鏈控制或六區間的圓形磁鏈控制[8-10]。圓形磁鏈控制的結構比較簡單，在參數準確的情況下，控制效果好，但它對定子磁鏈的區間判斷要求嚴格。當由于各種原因，特別是定子電阻的非線性時變帶來的測量誤差造成判錯區間時，電機的控制性能就會受到影響[11]。

本文針對永磁同步電機（Permanentmagnetsynchronousmotor，PMSM）傳統DTC，用基于優化的滑模變結構控制器替代傳統的PI調節器，提出了一種新的十二扇區劃分的圓形磁鏈DTC方法，有效的改善了傳統六扇區劃分中電壓矢量對磁鏈和轉矩控制脈動大的缺點，并將其二者有效的結合，運用MATLAB/Simulink建模仿真，結果表明該系統具有良好的控制性能，同時也為PMSMDTC的軟硬件設計提供了新的思路。

5.結論

對比分析上面的仿真結果，可以明顯看出，對速度環進行優化可以明顯降低轉矩的脈動；與六扇區相比，十二扇區可以有效的降低磁鏈的脈動；與傳統的PMSMDTC相比，對速度環進行優化的十二扇區細分控制，不論是轉矩脈動還是磁鏈脈動，其效果都明顯改善，而且其調節時間明顯縮短。

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