[发明专利]DTC系统中转矩滞环宽度的混合智能调节方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种感应电动机的控制技术，尤其涉及一种DTC系统中转矩滞环宽度的混合智能调节方法。

背景技术

感应电机的DTC控制（直接转矩控制）所具有的主要优点有：转矩动态响应快、对转子参数的变化具有一定的鲁棒性；其不足之处主要表现为：存在转矩脉动，在低速运转时表现特别明显。

事实上，在开关电压矢量的作用下，当定子磁链偏差达到滞环比较器的上限或下限时，虽然存在突加新的开关矢量，定子磁链矢量也不会即刻改变方向和幅值，而要继续增大或减小；在这种情况下，定子磁链和电磁转矩可能会冲出偏差范围，出现“超调”现象，引起较大的脉动。

转矩的脉动会直接影响到传动系统的速度特性：转矩脉动的直流成分将影响到系统的稳态误差，也会导致到达稳态时间的延长，无论在高速和低速都会有影响；转矩脉动的交流成分会导致速度的脉动，特别是在低速时影响较大，低速运行时，定子磁通旋转较慢，转矩脉动的交流成分频率较低，这将造成低速情况下转速的周期性脉动，因此，造成速度误差在稳态误差的基础上又叠加了周期性的速度脉动，尤其严重的是，在低速运行时，不大的转矩脉动会造成速度相对误差很大，甚至高达100%，这样的速度效果是造成DTC系统低速性能下降的主要原因。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种DTC系统中转矩滞环宽度的混合智能调节方法，其步骤为：

1）以                                               和作为两个输入量，作为输出量，建立二维模糊规则表；其中，为转子速度变化量，为定子电流变化量，为转矩滞环宽度变化量；

2）根据下式确定转矩滞环宽度的基值：

式中，为电机极对数，为定子磁链向量，为定子电压空间向量，为逆变器的最小开关周期，为采样时间，为电机漏电感：，其中，为定子电感，为转子电感，为互感系数；

3）定期对转子速度和定子电流进行采样，计算当前采样周期与前一采样周期的的差值，得到当前周期内的数值，计算当前采样周期与前一采样周期的的差值，得到当前周期内的数值；

4）根据二维模糊规则表，得到当前周期内的和数值条件下对应的；

5）根据下式计算当前和数值条件下的转矩滞环宽度：

根据调整滞环比较器的输出量；

6）重复步骤3）、4）、5），重新计算。

在前述方案的基础上，发明人还提出了一种二维模糊规则表的优选方案，所述的二维模糊规则表如下表：

其中，为对应的模糊量，为对应的模糊量；NB1、NM1、NS1、ZO1、PS1、PM1、PB1为的子集；NB2、NM2、NS2、ZO2、PS2、PM2、PB2为的子集；NB3、NM3、NS3、ZO3、PS3、PM3、PB3为的子集；为对应的模糊量。

输入量和输出量的模糊化论域选取[-6，6]，输入量的隶属度曲线可采用如图15、16所示的高斯曲线来表达，输出量的隶属度曲线采用如图17所示的均匀分布的三角形函数来表达，由此所得到的和的子集取值见下表：

的子集取值见下表：

，，，其中，、为模糊处理中的量化因子，为模糊处理中的比例因子。

在前述方案的基础上，为了进一步提高系统性能，本发明还作了如下改进：将二维模糊规则表中的每条模糊规则都转化为神经网络的输入/输出样本，再利用输入/输出样本，采用BP学习算法对神经网络进行训练；神经网络训练完成后，将神经网络置于系统中，用于步骤4）中的计算。

本发明的有益技术效果是：在DTC系统中采用转矩滞环宽度可变的混合智能调节方法，可以削弱电流谐波，获得电机磁链、转矩脉动的最小值，这样电机可获得低的开关损耗、噪声和振动。同时，减小速度稳态误差和周期性脉动，在低速的运行条件下，使电机获得一个平滑、有效率的驱动性能，是一种高性能的混合智能控制方式。

附图说明

图1、现有的一种感应电动机直接转矩控制系统示意图；

图2、本发明的感应电动机直接转矩控制系统示意图；

图3、本发明的二维模糊规则表的原理示意图；

图4、用于实现模糊控制规则部分的神经网络模型结构示意图；

图5、可实现本发明功能的一种硬件实施例的电气结构示意图；

图6、本发明的DSP主程序流程图；

图7、本发明的DSP中断服务程序流程图；