图7 异步电动机空载仿真结果
定子磁链轨迹是一个很好的近似圆,完全符合本课题采用的近似圆形定子磁链轨迹控制方法,这与异步电动机实际运行情况相符. 从磁链轨迹放大图7(b)可以看出,磁链幅值为0.8Wb,并被很好的控制在0.01Wb 的容差范围内,完全符合滞环控制的原理,说明Band-Band 控制的非常成功.
电动机启动时,能够提供一个比较大的启动转矩,并在很短的时间内达到稳定. 2s 时刻负载变化时,电动机的转矩也跟着变化,同时从转矩的脉动波形上看频率很高,说明对转矩变化跟随性比较好,实现了对转矩的直接控制. 当负载变化时,电流迅速响应,并在系统的控制下,很快达到稳定状态.
转速从零很快上升到给定值764r/min 附近,并在控制系统下,保持在给定值,系统的稳定性优良. 在2s 时刻,负载突然减小时,转速有一个向上的波动,但在反馈环节的控制作用下,又很快的恢复到转速给定值,说明系统的动态响应性能较好.
3 结论
本文采用自行设计的电压矢量开关表,进行了异步电动机直接转矩控制系统的建模与仿真. 仿真结果表明本文所设计的控制系统动静态特性都很优良,与理论分析的结果基本吻合,体现了直接转矩控制系统的优点,为工程应用提供了一定的理论基础. 直接转矩控制技术作为电机控制的一种新的控制策略,必然会进一步地发展和完善,同时结合现代控制理论,将会取得更佳的控制效果.
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设计心得体会
经过一个多星期的努力, 我们组终于完成了这次运动控制系统的课程设计。通过这么多天的工作,我得到了很多收获,也发现了自己的不足之处。
刚拿到这个课题的时候,完全不知道如何入手,后来我们重新学习了相关理论知识才慢慢有了思路。做课设的过程是个自我探索、自我学习的过程,在此期间,我们不仅学到了专业的知识,也提升了自己的学习能力。这次课设收获很大,不仅深入了解了感应电机直接转矩控制,也再一次熟悉了Matlab这个常用软件。调配参数费了很多时间,总是得不到理想的仿真结果,其中需要自己学习很多东西,并在很短的时间内融会贯通,考验了自己的学习能力。我明白了坚持不懈的真正含义,是次难忘的课设。通过以上仿真过程可以看出,采用MATLAB 环境下的SIMULINK仿真工具,可以快速地完成一个电动机控制系统的建模、仿真,且无须编程,仿真直观、方便、灵活。异步电动机矢量控制MATLAB仿真实验对于开发和研究交流传动系统有着十分重要的意义,并为系统从设计到实现提供了一条捷径。