基于模糊控制的感应电机直接转矩控制系统

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　　根据直接转矩控制理论，在Matlab 6.5/Simulink下构造了一个感应电机直接转矩控制系统的仿真模型。为改善感应电机系统的动、静态品质，设计了模糊自适应PI速度调节器，根据速度偏差与偏差变化率，通过模糊推理在线调整PI参数，提高系统的调速性能。仿真结果表明，这种模糊控制器具有比常规PID控制器更好的控制效果。

　　关键词：模糊控制;直接转矩控制;感应电机;速度调节器

　　引言

　　直接转矩控制(DTC)是继矢量控制技术之后又一先进电机控制技术，其结构简单、对电机参数不敏感、转矩响应迅速而被广泛应用。感应电动机直接转矩控制系统中，速度控制器大都是用PID控制器，传统的PID控制技术不能有效克服因电机参数变化、负载变化和非线性因素带来的影响，而模糊控制适应非线性时变、滞后系统的控制，具有鲁棒性强的优点。在常规PID速度调节器由于参数固定而无法满足系统高性能调速的要求时，引入模糊控制技术构造速度模糊控制器，设计了一种模糊自适应PI速度调节器，根据速度偏差与偏差变化率，通过模糊推理在线调整PI参数，有效地改进了直接转矩控制系统性能，达到了较好的控制效果。

　　1 直接转矩控制基本原理

　　直接转矩控制的核心思想是以转矩为中心来进行磁链、转矩的综合控制。它不需要解耦电机数学模型，而强调对电机转矩进行直接控制，即用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系计算和控制交流电动机的转矩。直接转矩控制的结构原理如图1所示，它由磁链估算、转矩估算、磁链位置估算、开关表和调节器、逆变器等部分组成。其工作过程如下：首先由检测单元检测出电机定子电流和电压值、实际转速ω，然后输入到感应电机数学模型模块计算出ψα，ψβ和实际转矩值Te。ψα和ψβ通过磁链计算单元，得到定子磁链ψs的幅值|ψs|和所在区间信号SN。实际转速ω和给定转速ω*通过转速调节器得到转矩给定值。实际转矩Te与转矩给定值经转矩调节器处理后得到转矩开关信号TQ。磁链给定值与磁链反馈值|ψs|经磁链调节器处理后产生磁链开关信号ψQ。开关信号选择单元综合ψQ，TQ和SN，通过查表的方式得到逆变器开关信号SUabc来控制逆变器提供合适的电压驱动感应电机运行。