关键字 |
| 模糊逻辑,IM, DTC DTFC,开关表 |
介绍 |
| 1984年曼弗雷德Depenbrock提出了直接转矩控制。他称之为“直接自控”(DSC)。DTC和DSC的唯一区别是路径的形状以及通量矢量控制。在DTC的路径是一个圆和DSC是一个六边形。今天DTC使用六边形磁通路径需要全电压时,只有在高速度。自Depenbrock,高桥和野口提出了直接转矩控制(DTC)感应机在1980年代中期,这种新的转矩控制方案了太多的势头。从它的介绍,直接转矩控制或直接自我控制(DSC)原则已被用于感应电动机(IM)驱动器与快速动力学。尽管它的简单性,DTC能够产生非常快的转矩和磁通控制,如果扭矩和通量正确估计。感应电动机(IM)直接转矩控制(DTC)是基于电磁转矩和定子磁通磁滞控制[1,2]。传统DTC方法有各种吸引人的优点,但也有一些缺点[2]。 Fuzzy logic is recently getting increasing emphasis in soft computing applications in the recent days. Hence, the development of high-performance control strategies for AC motor drives resulted in a rapid evolution. One of the most popular methods, known as field oriented control has been proposed by F. Blaschke[7] has disadvantages like inclusion of the pulse encoder, indirect torque control and also it is quite complex due to reference frame transformations. To overcome these disadvantages, in the middle of 1980’s, a new quick response technique for the torque control of induction motors was proposed by Takahashi as direct torque control [2]. DTC provides very quick response with simple control structure and hence, this technique is gaining popularity in industries [3]. Though DTC has high dynamic performance, it has few drawbacks such as high ripple in torque, flux, current and variation in switching frequency of the inverter. To improve the performance of conventional DTC, modern resources of artificial intelligence like neural networks, fuzzy logic and genetic algorithms are implemented [4]. In the following, we will describe the application of fuzzy logic in DTC [5, 6]. |
传统DTC的原则 |
| DTC原则被广泛用于感应电动机驱动器与快速动力学[6]。的主要概念传统DTC的变化率之间的瞬时滑动力矩正比于定子磁通定子磁链和转子磁通恒定[5]。DTC已被广泛公认为其快速、健壮的转矩和磁通控制。转子磁链变化缓慢与定子磁链相比,作为一个标准的鼠笼式感应电机的转子时间常数很大。然而,转子磁通在短瞬态几乎不变。因此快速变化产生的电磁转矩可以旋转的定子磁通在所需的方向上,由转矩命令。另一方面定子磁通瞬间可以加速或减速通过应用适当的定子。因此,同时解耦控制转矩和磁通是通过直接调整定子电压以响应扭矩和通量错误[9]。定期DTC应用适当的电压矢量为了保持转矩和定子磁通在两磁滞带,结果枪战影片行为和生产有魅力的频率和流量大幅波动的变化,转矩和电流[8]。 |
DTFC电压源逆变器 |
| 基本功能块的原理用于实现感应电动机驱动的提议DTFC是图1所示。电压源逆变器供给发动机和定子磁通和转矩的瞬时值计算从定子变量通过使用闭环估计[3]。定子磁通和转矩直接控制和独立正确选择逆变器的开关。 |
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| 三相星形的数学模型鼠笼式IM在de-qe同步旋转坐标系中描述(1)- (4)。 |
| 基本功能块的原理用于实现感应电动机交流传动的DTFC是图1所示。电压源逆变器供给发动机和定子磁通和转矩的瞬时值计算从定子变量通过使用闭环估计[2]。定子磁通和转矩直接控制和独立正确选择逆变器的开关。图3显示了传统IM DTC方法和人工神经网络(ANN)的速度估计,一个模糊控制器(FC)的逆变器开关频率调节调整滞后带振幅磁通和转矩控制循环、变量转换部门块(sv)转移部门的DTC方法;块(A)修复的价值角度,扶轮社在复平面领域,模糊系统调整PI速度控制器的比例和积分收益,和一个安估计定子电阻。 |
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| 逆变器输出电压的向量模型 |
| 空间矢量调制(SVM)技术用于近似电压矢量采用八个可能的组合的一个向量生成3 -Φ相电压源逆变器交流电动机驱动器。3-Φ,电压源逆变器,每个肢体的切换命令是互补的。所以,对于每个肢体,逻辑状态Si (i = 1到3)是(“1”)或关闭(“0”)可以被定义。是有三个独立的四肢,将会有八个不同的逻辑状态,提供了八个不同的电压得到应用向量转换描述为: |
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| 八个开关组合可以根据上面的表达式(1)。dq平面分区的两个零电压向量和六个零电压向量是显示在图3。 |
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| B)定子磁通和转矩的评估机制 |
| 组件的电流(Id、智商)和定子电压(Vd, Vq)是通过转换的应用[3](2)和(3)表示。定子磁通的组件(d, q)表达(4)。每个阶段的定子磁链和电磁转矩估计是表达分别为(5)和(6)。 |
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| 定子电阻RS可以假定常数大量转换器转换时期TS。电压向量应用到感应电动机也仍然是常数时间TS。因此,解决(1)会导致: |
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| 在方程(7),φ年代(0)代表最初的定子磁通条件。方程表明,当这个词RSIS可以忽视高速运行条件定子磁通矢量与肢体的同时,瞬时流量速度仅仅是由电压矢量幅值(8)[3]。 |
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| 因此,通过选择合适的电压矢量可以增加或减少定子磁通幅值和相位,获得所需的性能与常数通量ΦS [3] [5]。 |
| C)转换表的形成 |
| 向量Vi + 1或Vi-1选择增加通量的振幅,和Vi + 2或Vi-2减少当通量部门。这表明,矢量的选择张力取决于通量误差的符号独立于它的振幅[3]。显然,出口通量校正器的一定是一个布尔变量。添加一个乐队之一磁滞在零附近,以避免不必要的减刑当通量的误差非常小[3][4]。事实上,这种类型的校正器尽管简单,但人们很容易控制和维护的向量通量圆环的形式。高桥[3]提出的开关表在表我。 |
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直接转矩模糊控制的原则 |
| 感应电动机驱动的DTFC设计有三个模糊输入变量和一个输出控制变量来实现感应电机的基于模糊逻辑的DTC [7] [8]。其原理框图见图4。 |
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| 它需要三个输入变量,定子通量误差,电磁转矩误差和定子磁通角。输出电压空间矢量。拟议中的DTFC由模糊化、规则库、数据库、决策和去模糊化模块,如图4所示。输入变量ΔA¤,ΔT和θfuzzyfied使用模糊函数在各自的领域。的输出DTFC也是fuzzyfied使用模糊单例。所有可能的模糊规则存储在模糊规则库。DTFC需要为给定的输入的变量决定解雇这个规则库。 |
结果观察 |
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| 图5所示。DTC DTFC实际速度和模拟响应可以看出DTF和DT性能有一个快速稳定DTF模式一样突然峰值可以注意到在DT。 |
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| 图6所示。DTFC转矩模拟响应可以看出这里的红线指示DTFC转矩控制关于t |
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| Fig7。传统DTC转矩模拟响应指示DTC转矩与实际转矩对应分别描述了红色和蓝色线。 |
结论 |
| 本文提出了一种新的方法3-Φ感应电动机的速度控制中使用模糊逻辑DTC方案。这种方法对交流传动系统是为一个有效的控制转矩和磁通不改变电机参数。磁通和转矩可以直接控制逆变器电压矢量使用支持向量机方法。仿真研究清楚地表明DTFC超过传统DTC的性能优越,因为它在本质上是自适应的。让这个DTFC交流传动系统完全适应,模糊的杂交与安和粗糙集等软计算技术将是首选。 |
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引用 |
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