直接轉矩控制研究現狀與前景
張春梅，爾桂花
(清華大學，北京 100084)
摘要：介紹了直接轉矩控制的研究現狀，就幾個關鍵問題進行了討論，并分析了其今后的發展方向。
關鍵詞：轉矩控制；交流調速；前景
中圖分類號：tm301,2 文獻標識碼：a 文章編號：1001-6848(2000)06-0025-04
1概 述
交流電機高性能傳動的關鍵在于動態力短控制。1985年，德國魯爾大學depenbrock教授提出異步機直接轉矩控制法(dtc)，它不需要解耦電機數學模型，強調對電機轉矩進行直接控制，在很大程度上克服了矢量控制計算復雜和易受參數變化影響的特點，成為交流調速控制理論第二次質的飛躍。
10多年來，直接轉矩控制不斷得到完善和發展，特別是隨著各種智能控制理論的引入，又涌現了許多基于模糊控制、神經網絡和模糊神經網絡的直接轉矩控制系統，控制性能得到了進一步的改善和提高。本文分別就直接轉矩控制技術中出現的幾個關鍵問題及其研究狀況作一簡述。
2 改善低速性能的進展
傳統直接轉矩控制中，定子磁鏈一般采用u-i模型
當電機運行在中、高速時，若忽略定子電阻rs，控制結果仍具有很高的精度；但速度愈低，定子電壓降落于定子電阻上的分量會愈來愈大。此時，若忽略r。或認為它是常數，磁鏈幅角、幅值與真實值偏差會越來越大，這是因為磁鏈的估算為開環積分型，一旦有誤差，則無法衰減，只能依次疊加，就會嚴重影響系統性能。因此，如何準確檢測r。的宴時變化一直是改善系統低速性能的首要問題。
2.1模糊定子電阻估計
文獻[1]采用模糊控制和pi控制分別對定子電阻進行觀測。模糊定子電阻估計用定子電流的誤差e(k)及其誤差的差分△e (k)作為輸入：
 矩和磁鏈給定得到的釘子電流給定值，i（k）是定子電流實際值。  分別是定子電流在靜止坐標系下，d、q軸的分量。
輸出取為定子電阻的變化值rs分別對輸入變量e(k)、△e（k）和輸出變量△r。定義了5個模糊子集{nl，ns，ze，ps，pl}。通過模糊決策得到定子電阻的變化值與觀測器的輸出相加即得到控制用的定子電阻值  pi定子電阻估計器用定子電流的誤差△作為輸入，定子電阻變化作為輸出。兩種方法都能估計定子電阻的變化。兩種方法比較，前者效果好，后者簡單。 造成感應電機運行電阻rs變化的直接原因是運行時繞組的溫庋變化。由于定子線圈電阻r。與溫度ts有確定的關系，可以以此進行定子電阻估計。一般r與t的關系可表示為：
如能準確檢測定子電阻的溫度，定子電阻就可以根據式(1)準確估計。但是在無速度傳感器控制系統中，加溫度傳感器是不可行的。文獻[2]以定子電流j。和頻率作為模糊估計器的輸入，來估計定子電阻溫度的變化。輸出信號經過一個具有近似熱時間常數的低通濾波器來決定瞬時溫度值。定子溫度可以由估計器的輸出加上溫度的初值得到定子電阻的溫度，經過計算進而得到定子電阻值。這種估計器在動態和靜態都取得了很好的估計效果。
文獻[3]用繞組端部某點的瞬態溫度7t及其時間變化率作為模糊定子電阻估計器的輸入量，定子電阻r。的變化率作為輸出。觀測出的定子電阻值與工業實驗所測結果誤差在百分之5以內。
2.2神經網絡定子電阻估計
用神經網絡估計定子電阻已經有文獻報道，文獻[4]給出一種新的3層神經網絡定子電阻觀測器。它只有2個輸入，分別是電流偏差及其差分輸出取為定于電阻的變化值，采用2-2-1、2-3 -1、2-5-1結構均可估計定子電阻值。實現起來簡單，訓練起來很方便，可以直接在線學習。采用2 |
