CN202034939U - 一种基于模糊控制的新型异步电机直接转矩控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于模糊控制的新型异步电机直接转矩控制装置，其特征在于它是由异步电机、电流电压检测电路、电机转速检测器、逆变器和处理器组成，其中处理器包括3/2变换模块、模糊电阻观察器、定子磁链和转矩估计模块、模糊速度调节器和模糊控制器。本实用新型同时引入了模糊电阻观察器、模糊速度调节器和模糊控制器，能减小转矩脉动，提高定子磁链的观测精度，改善系统的低速性能，提高系统的响应速度和稳态精度，使其具有更好的动、静态性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种异步电机直接转矩控制装置，尤其是涉及一种基于模糊控制的新型异步电机直接转矩控制装置。
背景技术
异步电机直接转矩控制(简称DTC)装置自1985年提出以来，已成为继矢量控制技术之后发展起来的又一种高性能的新型交流变频调速技术。直接转矩控制技术与矢量控制技术相比，省去了电流环控制器和坐标变换，控制结构大大简化，并且不受转子参数影响，鲁棒性好，在很大程度上克服了矢量控制的技术缺点。它的产生给交流变频调速领域带来了无限的生机，具有划时代的意义。
然而这种技术在稳态运行时，转矩、电流及定子磁链脉动较大；低速运行、尤其是接近零速时，磁链与转矩估计受电机参数影响严重，这些问题大大削弱了电动机的控制性能。
同时，传统调速系统中的速度调节器多采用PID调节器，其设计过程依赖于对象精确的数学模型。这种调节方式在电机参数变化或外来干扰时，不能在线调整PID控制器参数，因而影响系统性能。
此外，在直接转矩控制装置中，无法区别磁链和转矩的最大偏差，所以在系统启动时，以及在转矩或磁链给定值产生阶跃变化所产生最大偏差时，由此选择的对应开关状态则和正常运行时所选择的开关状态相同。这样在启动或转矩、磁链给定值改变时，系统的响应就很迟钝。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有直接转矩控制装置的上述缺陷，提供一种基于模糊控制的新型异步电机直接转矩控制装置，从而提高系统的控制性能。
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于模糊控制的新型异步电机直接转矩控制装置，其特征在于：它是由异步电机、电流电压检测电路、电机转速检测器、逆变器和处理器组成，其中处理器包括3/2变换模块、模糊电阻观察器、定子磁链和转矩估计模块、模糊速度调节器和模糊控制器。
异步电机分别与电流电压检测电路、电机转速检测器和逆变器相连接，电流电压检测电路与3/2变换模块连接，模糊电阻观察器分别与3/2变换模块及定子磁链和转矩估计模块相连接，电机转速检测器与模糊速度调节器连接，模糊控制器一端与模糊速度调节器及定子磁链和转矩估计模块相连接，另一端与逆变器相连接。
本实用新型的有益效果在于：它同时引入了模糊电阻观察器、模糊速度调节器和模糊控制器，能减小转矩脉动，提高定子磁链的观测精度，改善系统的低速性能，提高系统的响应速度和稳态精度，使其具有更好的动、静态性能。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图
具体实施方式
如图1所示，一种基于模糊控制的新型异步电机直接转矩控制装置，由异步电机1、电流电压检测电路2、电机转速检测器3、逆变器4和处理器5组成，其中处理器5包括3/2变换模块6、模糊电阻观察器7、定子磁链和转矩估计模块8、模糊速度调节器9和模糊控制器10。
异步电机1分别与电流电压检测电路2、电机转速检测器3和逆变器4相连接，电流电压检测电路2与3/2变换模块6连接，模糊电阻观察器7分别与3/2变换模块6及定子磁链和转矩估计模块8相连接，电机转速检测器3与模糊速度调节器9连接，模糊控制器10一端与模糊速度调节器9及定子磁链和转矩估计模块8相连接，另一端与逆变器4相连接。
通过电流电压检测电路2将异步电机1的定子电压ua、ub、uc和定子电流ia、ib、ic输入到处理器5中的3/2变换模块6，经3/2坐标变换得到α-β两相静止坐标系下的电流分量iα、iβ和电压分量uα、uβ，然后将上述信号送至定子磁链和转矩估计模块8，同时将α-β坐标系下的电流分量iα、iβ送至模糊电阻观察器7，再将经模糊电阻观察器7处理后得到的定值电阻值Rs送至定子磁链和转矩估计模块8。
通过电机转速检测器3检测出异步电机1的转速ω，再把给定转速ω*与检测出的转速ω进行比较，产生速度误差e；然后将速度误差e和速度误差变化率Δe输入模糊速度调节器9，经模糊速度调节器9处理后输出给定转矩
。
随后，通过定子磁链和转矩估计模块8计算出定子磁链ψs、磁通角θ和定子转矩Ts，进而产生磁链偏差Eψ和转矩偏差ET，与磁通角θ一起送入模糊控制器10，从而确定逆变器4中的开关状态Sabc。
最后，通过确定出的开关状态Sabc来控制逆变器4，实现对异步电机的直接转矩控制。
本实用新型保护范围涉及上面所述的所有变化形式。
Claims (1)
1.一种基于模糊控制的新型异步电机直接转矩控制装置，其特征在于它是由异步电机、电流电压检测电路、电机转速检测器、逆变器和处理器组成，其中处理器包括3/2变换模块、模糊电阻观察器、定子磁链和转矩估计模块、模糊速度调节器和模糊控制器；异步电机分别与电流电压检测电路、电机转速检测器和逆变器相连接，电流电压检测电路与3/2变换模块连接，模糊电阻观察器分别与3/2变换模块及定子磁链和转矩估计模块相连接，电机转速检测器与模糊速度调节器连接，模糊控制器一端与模糊速度调节器及定子磁链和转矩估计模块相连接，另一端与逆变器相连接。
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