直接转矩控制基本原理和仿真研究报告
三相异步电动机直接转矩控制系统仿真报告
三相异步电动机直接转矩控制系统仿真报告摘要：利用直接转矩控制( DTC )理论，研究异步电动机直接转矩控制调速系统的基本组成和工作原理，建立了异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型。
利用MATLAB /Simulink软件对异步电动机直接转矩控制系统进行建模和仿真。
结果表明: DTC系统具有动态响应速度快、精度高、易于实现的优点。
仿真结果验证了该模型的正确性和该控制系统的有效性。
关键词：异步电机；直接转矩控制； MATLAB仿真1 引言自从20世纪70年代矢量控制技术发展以来，交流拖动技术就从理论上解决了交流调速系统在静动态性能上与直流调速系统相媲美的问题。
所谓矢量控制，就是将交流电动机模拟成直流电动机来控制,通过坐标变换实现电机定子电流的励磁分量和转矩分量的解耦，然后分别独立控制，从而获得高性能的转矩和转速响应特性。
直接转矩控制(Direct Torque Control DTC)是在矢量控制基础之上发展起来的，是继矢量控制以后提出的又一种异步电动机控制方法。
其思路是把异步电动机和逆变器看成是一个整体，采用电压矢量分析方法直接在静止坐标系下分析和计算电动机的转矩和磁链，通过磁链跟踪得出PWM 逆变器的开关状态切换的依据从而直接控制电动机转矩"与矢量控制相比，直接转矩控制的主要优点是:在定子坐标系下对电动机进行控制，摒弃了矢量控制中的解藕思想，直接控制电动机的磁链和转矩，并用定子磁链的定向代替转子磁链的定向，避开了电动机中不易确定的参数(转子电阻)"由于定子磁链的估算只与相对比较容易测量的定子电阻有关，所以使得磁链的估算更容易、更精确，受电动机参数变化的影响也更小"此外，直接转矩控制通过直接输出转矩和磁链的偏差来确定电压矢量，与以往的调速方法相比，它具有控制直接!计算过程简化的优点"因此，直接转矩控制一问世便受到广泛关注，目前国内外围绕直接转矩控制的研究十分活跃。
三相异步电动机直接转矩控制系统仿真报告
三相异步电动机直接转矩控制系统仿真报告 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998三相异步电动机直接转矩控制系统仿真报告摘要：利用直接转矩控制( DTC )理论，研究异步电动机直接转矩控制调速系统的基本组成和工作原理，建立了异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型。
利用MATLAB /Simulink软件对异步电动机直接转矩控制系统进行建模和仿真。
结果表明: DTC系统具有动态响应速度快、精度高、易于实现的优点。
仿真结果验证了该模型的正确性和该控制系统的有效性。
关键词：异步电机；直接转矩控制； MATLAB仿真1 引言自从20世纪70年代矢量控制技术发展以来，交流拖动技术就从理论上解决了交流调速系统在静动态性能上与直流调速系统相媲美的问题。
所谓矢量控制，就是将交流电动机模拟成直流电动机来控制,通过坐标变换实现电机定子电流的励磁分量和转矩分量的解耦，然后分别独立控制，从而获得高性能的转矩和转速响应特性。
直接转矩控制(Direct Torque Control DTC)是在矢量控制基础之上发展起来的，是继矢量控制以后提出的又一种异步电动机控制方法。
其思路是把异步电动机和逆变器看成是一个整体，采用电压矢量分析方法直接在静止坐标系下分析和计算电动机的转矩和磁链，通过磁链跟踪得出PWM逆变器的开关状态切换的依据从而直接控制电动机转矩"与矢量控制相比，直接转矩控制的主要优点是:在定子坐标系下对电动机进行控制，摒弃了矢量控制中的解藕思想，直接控制电动机的磁链和转矩，并用定子磁链的定向代替转子磁链的定向，避开了电动机中不易确定的参数(转子电阻)"由于定子磁链的估算只与相对比较容易测量的定子电阻有关，所以使得磁链的估算更容易、更精确，受电动机参数变化的影响也更小"此外，直接转矩控制通过直接输出转矩和磁链的偏差来确定电压矢量，与以往的调速方法相比，它具有控制直接!计算过程简化的优点"因此，直接转矩控制一问世便受到广泛关注，目前国内外围绕直接转矩控制的研究十分活跃。
直接转矩控制的原理
直接转矩控制的原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠直接转矩控制的原理。
你说这直接转矩控制啊，就好像是一位特别有个性的司机在开车。
他呀，不怎么在意那些复杂的路线规划啥的，就凭着自己的感觉和判断，直接去控制车子的速度和方向。
想象一下，电机就好比是那辆车，而直接转矩控制就是这位司机。
它不去管那些中间的弯弯绕绕，而是直接盯着电机的转矩，说：“嘿，转矩你得这么变！”然后就快速地做出反应，让电机按照它想要的方式运行。
它可不像有些方法那样，犹犹豫豫，思前想后。
它就是这么干脆利落，说干就干！比如说，它觉得转矩小了，立马就加大力度；觉得转矩大了，就赶紧调整。
就好像你开车的时候，觉得速度慢了就猛踩油门，速度快了就踩刹车一样。
这直接转矩控制啊，还有个厉害的地方，就是它反应特别快。
就跟武林高手似的，敌人一招过来，瞬间就能回击。
电机运行中出现啥变化，它能第一时间察觉到，然后迅速采取行动。
而且啊，它适应性还特别强。
不管是在平坦的大道上，还是在崎岖的小路上，它都能把车开得稳稳当当。
无论是啥样的工作环境，它都能很好地发挥作用，让电机乖乖听话。
你说这直接转矩控制是不是很神奇？它就这么直截了当地去控制，没有那么多啰嗦的步骤和计算，却能把电机管理得服服帖帖。
这可真是个了不起的技术啊！咱再想想，要是没有这直接转矩控制，那电机运行起来得多费劲啊！可能就像没头苍蝇一样，不知道该往哪儿走，转矩也不知道该怎么变。
但有了它，一切都变得井井有条，电机能高效地工作，为我们的生活带来便利。
所以啊，直接转矩控制可真是电机控制领域的一把好手，是让电机乖乖听话的妙招！咱可得好好感谢那些发明和研究它的人，让我们能享受到这么厉害的技术带来的好处呀！。
浅析永磁同步电机直接转矩控制的仿真研究
浅析永磁同步电机直接转矩控制的仿真研究发布时间：2022-01-11T01:34:57.112Z 来源：《科学与技术》2021年第28期作者：张轶群[导读] 我国在研究永磁同步电机直接转矩控制，张轶群江西泰豪动漫职业学院 330200摘要：我国在研究永磁同步电机直接转矩控制，这项技术的起步时间晚，和其它先进国家存在一定的差距，但是永磁体制作所需的稀土资源我国含量很丰富，特别是稀土永磁材料钕铁硼资源在我国非常丰富，稀土矿的储藏量为世界其他各国总和的4倍左右，这给永磁同步电机的制造和发展提供了一个良好的环境，因此，在永磁同步电动机领域我国还是具有一定优势的，本文在介绍电机的发展基础上，分析了直接转矩控制的现状以及仿真结果显示，直接转矩控制的方式是永磁同步电机中性能最高的一种控制方式。
关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；仿真永磁同步电机是近几年应用越来越广泛的一种电机，同普通的同步电机相比，永磁同步电机结构更为简单，它由于功率因数高，因而效率高，提高了电机运行的可靠性，省去了容易出问题的集电环和电刷，又无需励磁电流，因此，降低了加工和装配费用，既节约了能源又保护了环境，极大程度的满足了生产的需求，是一种最具前途的节能电机。
1.电机的发展电机的发展历程中，依照供电方式的不同，可以分为直流电机和交流电机。
（1）直流电机。
在20世纪末期晶闸管技术还不太成熟，无法实现高精度的交流电机调速时，由于直流电机不需要其它设备的配合，只要改变输入或励磁电压电流就可以实现平稳的调速，所以，当时应用最广泛的还是直流电机。
但是直流电机调速控制最大的难度在于实现电机调速的平稳控制也就是控制转矩。
（2）交流电机。
随着大功率晶闸管和计算机控制理论的的相继问世，交流电机调速逐渐成为人们研究的对象。
因为原理的区别，交流电机有同步电机和异步电机两种。
一种是同步电机。
同步电机可以分为永磁同步和电励磁同步电机。
由于旋转速度与其电源的频率呈现相对应关系，运行时保持恒定转速，所以，在一些低速高功率的设备里常常会用到同步电机，它能够在不受负载的影响下，通过人为调节励磁来改变功率因数，甚至可以让功率因数超前，同步电机的这一原理，可以吸收或补偿电网中的无功功率，保持电网功率因数相对平衡、稳定。
电励磁同步电动机直接转矩控制理论研究及实践
电励磁同步电动机直接转矩控制理论研究及实践一、概括本文围绕电励磁同步电动机（Electrically Excited Synchronous Motorm，EESM）的直接转矩控制（Direct Torque Control，DTC）展开理论研究和实践探讨。
随着电力电子技术的发展，电励磁同步电动机因其高效、响应速度快等优点在诸多工业领域得到了广泛应用，特别是风力发电、电动汽车等领域。
EESM的直接转矩控制通过采样电动机定子电流和转速，并运用先进的控制算法实时精确地控制电动机的转矩和磁场，实现对电动机运行状态的精确跟踪与优化。
本论文首先对直接转矩控制的原理框架及数学模型进行了详尽阐述，构建了系统的数学模型，为实际应用奠定了理论基础。
本文详细分析了控制系统的稳定性与性能，重点研究了在非线性负载和扰动情况下该控制系统能否持续有效，以及如何提高系统整体性能。
论文还提出了一种改进的控制策略，该方法在传统直接转矩控制方法的基础上进行优化，提高了控制精度和响应速度。
通过仿真实验和实际现场实验验证了所提控制策略的正确性和有效性。
实验结果表明，采用改进后的控制方法能使电励磁同步电动机实现更高效、更稳定的运行，对于特定负载条件具有更好的适应性。
本文针对电励磁同步电动机直接转矩控制进行深入研究与实践，证明了该控制方法的有效性与实用性，并为进一步优化和完善控制策略提供了理论支持。
1.1 研究背景与意义随着电力电子技术、微处理器技术和控制理论的飞速发展，电气传动系统正经历着前所未有的变革。
在众多的电气传动方式中，电励磁同步电动机（Electrically Excited Synchronous Motors, EESM）因其独特的性能和广泛的应用场景，成为了研究的热点。
特别是直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）作为一种高效的电机控制策略，在EESM中展现出了巨大的应用潜力。
尽管直接转矩控制具有诸多优点，如响应速度快、精度高、算法简单等，但在实际应用中仍面临着诸多挑战。
直接转矩控制系统的性能仿真分析
直接转矩控制系统的性能仿真分析
直流矩控制系统性能仿真分析报告
本报告旨在对直流矩控制系统性能进行仿真分析，以了解其功能和使用特性。
首先，我们通过外部电源来模拟控制系统输入信号。
电源通过两个可调电容来模拟直流矩控制系统中的传感器信号。
接着，把一个电子放大器接到控制元件来模拟控制算法，将振荡的控制方程单元生成一系列的参考电位。
这些参考电位作为输入进入控制系统，通过比较和调整供电电流从而控制测量精度和延迟。
模拟实验结果显示，系统能够有效地通过调节输出信号来控制电流和负载的变化，实现较高的测量精度和低的延迟。
在各种不同的测试条件下，系统也表现出了很好的稳定性和可靠性。
此外，实验结果还表明，当信号被扰动时，系统也能够快速恢复原有的控制水平。
因此，经过对直流矩控制系统性能的仿真分析，证明该系统能够在满足性能要求的前提下有效地实现复杂任务的控制。
然而，这种系统也存在一些局限性，如传感器的灵敏度较低、非线性控制算法的非稳定性等。
本报告根据直流矩控制系统的性能仿真实验结果，得出结论，该系统实施控制任务时，能够保持较高的精度和较低的延迟，且具有较好的可靠性和稳定性。
但是，同时也存在一些局限性，需要在今后的设计和研究过程中进一步改进。
总之，仿真结果表明，直流矩控制系统具有较高的精度、较低的延迟、良好的稳定性和可靠性，能够满足控制任务的要求。
(完整版)永磁同步电机直接转矩控制及控制性能研究
第五章 永磁同步电机直接转矩控制及控制性能研究矢量控制和直接转矩控制是交流电机的两种高性能控制策略，在永磁同步电机驱动控制中的应用与研究己受到众多学者的广泛关注。
为了能够更好研究永磁同步电机的控制性能，提高永磁同步电机调速系统的动静态性能，本章针对永磁同步电机直接转矩控制系统,从空间电压矢量出发，在第四章建立永磁同步电机不同的坐标系下的数学模型的基础上，研究永磁同步电机直接转矩控制和空间电压矢量调制直接转矩控制的理论和实现方法，并进行仿真实验研究，分析控制策略的正确性[24]［30］。
本文研究的转鼓实验台的恒转矩控制方式和惯量模拟控制方式，均采用空间电压矢量调制直接转矩控制策略对交流测功机（即永磁同步电机）进行模拟加载。
5。
1 永磁同步电机直接转矩控制基本理论5。
1。
1 永磁同步电机在x 、y 坐标系下的数学模型将永磁同步电机在同步旋转坐标系中磁链、电流和电压矢量关系表示在图5—1（即图4-1）中所示，图中定义δ为转矩角，即定子磁链和转子磁链之间的夹角。
d 、q 为与转子磁场速度r ω同步旋转的坐标系,d 轴指向转子永磁磁链f ψ方向；x 、y 为与定子磁场速度e ω同步旋转的坐标系，x 轴指向定子磁链s ψ方向。
假设x 轴超前d 轴时转矩角为正,在忽略定子电阻的情况下，转矩角即为功角。
当电机稳态运行时，定、转子磁链都以同步转速旋转。
因此，在恒定负载的情况下转矩角为恒定值。
当电机瞬态运行时，转矩角则因定、转子旋转速度不同而不断变化［31］[32]。
A图5-1 永磁同步电机坐标系由图5—1可推导出转矩角的表达式为)(tan )/(tan 11fd d q q sd sq i L i L ψψψδ+==--(5—1）式中： sd ψ、sq ψ:定子磁链在d 、q 坐标系下的分量（Wb ）；f ψ:转子永磁磁链（Wb ）;i d 、i q ：定子电流 i s 在d 、q 坐标系下的分量（A ）;L q ：定子电感s L 的d 轴分量，即交轴电感（H ）； L d ：定子电感s L 的q 轴分量，即直轴电感(H ）。
永磁同步电机直接转矩控制(svpwm)
三相永磁同步电动机直接转矩控制技术及仿真研究 1引言随着社会实际生产要求的不断提高，现代电机控制技术也不断得以升级。
继矢量控制之后，1986年日本I.TakhaShi 和德国M.Depenbrock 分别提出了直接转矩控制技术。
直接转矩控制(Direct Torque Control ，DTC)是基于定子磁场定向和电压空间矢量分析的方法，根据转矩偏差、磁链偏差及定子磁链的空间位置，选择合适的电压矢量。
这项技术的问世，以其新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能等优点受到普遍关注并被广泛研究。
常规的DTC 方案其实是一种Bang —Bang 控制方法：针对定子磁链幅值和转矩偏差以及磁链的空间位置， 在一个控制周期内，选择和发出单一空间电压矢量，这个电压矢量要同时控制磁链和转矩的误差方向，而忽略了转矩和磁链误差大小，从而经常造成转矩和磁链脉动，不能达到期望的最佳控制效果。
减小滞环容差可以减小脉动，但又会导致逆变器的开关频率增大，开关损耗随之增加；矢量细分法改善了磁链轨迹，但结构相对复杂。
矢量调制 (Space V oltage Vector Modulation)是在一个控制周期内，通过相邻电压矢量和零矢量合成得到所需的任意电压矢量，实现电压矢量的连续可调。
本文在分析了直接转矩控制原理(DTC)和空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基础上，做了基于磁链空间电压矢量脉宽调制技术的永磁同步电机直接转矩控制技术的仿真。
1直接转矩控制原理永磁同步电机在转子坐标系下的数学模型：⎥⎦⎤⎢⎣⎡ψ+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡f q d q d q d q d i i pL R L L pL R u u ωωω0 (1) []sm q d s sm q f q d sn e L L L L L P t δδ2sin )(sin 243-ψ-ψψ= (2)[]t sm q d s sm q f q d s n t t d d L L L L L P d d eδδδ2cos )(2cos 243-ψ-ψψ= （3）式中：q d q d q d L L i i u u ,,,,,——定子电压、电流、电感在q d ,轴上的分量；s f ψψ,——励磁磁链和定子磁链；p P t n e ，,——电磁转矩、转子极对数和微分算子；δsm ——负载角；式(2)表明，电机参数确定后，在实际运行中，永磁同步电机转子上励磁磁场的磁链幅值一般为恒值，为保证充分利用电动机铁心，通常要使定子磁链的幅值为额定值，这样就可以直接通过控制负载角δsm 的大小来控制电磁转矩的大小，这就是DTC 的核心思想。
基于MATLAB的直接转矩控制系统的仿真研究
本科毕业设计论文题目基于MATLAB的异步电机直接转矩系统的仿真研究专业名称学生姓名指导教师毕业时间毕业 任务书一、题目 基于MATLAB 的异步电机直接转矩控制系统的仿真研究二、指导思想和目的要求通过毕业设计，加深对所学自动控制原理，电力电子，电机学等的基本原理的掌握及应用，了解异步电机直接转矩控制系统的仿真研究以及MATLAB 相关工具箱进行建模仿真等方面知识，掌握异步电机直接转矩控制系统的仿真研究的工作原理及构成，为今后的学习工作打下一定的基础。
三、主要技术指标重点分析掌握异步电机直接转矩控制系统，然后对其进行MATLAB 的仿真，通过修改系统各部分的参数，可以输出稳定的波形。
根据示波器输出结果，对系统的性能进行分析。
四、进度和要求1.. 准备阶段；完成开题报告与外文翻译 第1周 ~ 第2周2. 完成总体设计方案的论证并撰写开题报告 第3周 ~ 第4周3. 分析异步电机直接转矩控制系统 第5周 ~ 第7周4. 提出异步电机直接转矩控制系统的性能指标、控制原则和控制要求，制定控制系统的控制策略和方法 第8周 ~ 第9周5. 建立系统的数学模型及仿真模型，系统运行性能仿真分析 第10周~第12周6. 完成论文撰写 第13周~第15周7. 准备答辩 第16周五、主要参考书及参考资料[1]卢京潮．自动控制原理．西安：西北工业大学出版社，2010[2]谢鸿鸣，陈伯时.异步电机定子磁链的间接观测方法[J].电气传动，1999[3]刘贤兴等．电力拖动与控制．北京：机械工业出版社，2004[4]程宪平．机电传动与控制．武汉：华中科技大学出版社，2003[5]罗飞等．电力拖动与运动控制系统．北京：化工工业出版社，2007[6]洪乃刚．电力电子和电力拖动系统的MATLAB 仿真．北京：化工工业出版社，2007设计 论文[7]李夙．异步电动机直接转矩控制.北京：机械工业出版社，1994[8]别红波，徐中．基于MATLAB的异步电机无速度传感器直接转矩控制的仿真研究.[9]李永东．交流电机数字控制系统.[M]北京：机械工业出版社，2002[10]薛定宇，陈阳泉．基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用. 北京：清华大学出版社，2002[11]孟庆春，叶锦娇，郭凤仪．异步电动机直接转矩控制系统的改进方案. [J]．中国电机工程学报，2005，25（13）：118–122[12]陈伯时.交流调速系统.[M].电气自动化新技术丛书.北京:机械工业出版社2005[13]尔桂花，窦曰轩编著.运动控制系统.[M].北京:清华大学出版社，2002[14]王君艳.交流调速.[M].北京:高等教育出版社，2003[15]王康.异步电动机直接转矩控制系统的研究与实现.沈阳:东北大学，2004[16]甄鹏.异步电机直接转矩控制系统改善低速性能的研究.湖南:中南大学，2005[17]李武君，阮毅.异步电机直接转矩控制系统中的定子磁链观测模型.[J].上海市电机工程学会，2006学生指导教师系主任摘要在交流调速中，直接转矩控制以思想新颖、结构简单、控制手段直接和动态特性优良的特点成为了该领域的研究热点。
毕业设计论文异步电机的直接转矩控制仿真研究
华中科技大学文华学院毕业设计（论文）题目：异步电机的直接转矩控制仿真研究毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室（或答辩小组）及教学系意见目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (2)前言 (3)1.绪论 (4)1.1课题背景 (4)1.2异步电机发展概况 (4)1.3直接转矩控制的产生与概况 (5)1.4国内外研究现状 (6)2.电动机直接转矩控制的基本原理 (7)2.1异步电动机的数学模型 (7)2.1.1异步电动机在任意速旋转坐标系下的数学模型 (8)2.1.2异步电动机在两相静止坐标系下的数学模型 (9)2.1.3异步电动机在两相同步坐标系下的数学模型 (10)2.1.4仿真结果分析 (11)2.2直接转矩控制的基本原理 (13)2.3定子磁链的估计模型 (17)2.3.1定子磁链估计的u-i模型 (17)2.3.2定子磁链估计的i-n模型 (17)2.3.3定子磁链估计的u-n模型 (18)3.直接转矩控制系统的仿真研究 (19)3.1系统的总体构成 (19)3.2仿真模型的建立 (19)3.3仿真结果及分析 (25)总结与展望 (27)参考文献 (28)致谢 (29)异步电机的直接转矩控制仿真研究摘要本文先简单介绍了该研究的背景和发展概况，随即又介绍了异步电机直接转矩控制的生产概况和国内外的研究现状，最后对异步电机的直接转矩控制仿真进行了研究。
直接转矩控制系统仿真实验
直接转矩控制系统仿真实验田望同（江南大学物联网工程学院，江苏省无锡市）摘要：随着电力电子及数字信号处理技术的进步，变频调速技术得到了飞速的发展。
直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后发展起来的一种新型、高性能技术。
与矢量控制相比较，省去了复杂的矢量变化、克服了矢量控制系统对电机转子参数的依赖性等缺点，具有转矩响应快、控制结构简单、易于实现全数字化的特点。
本文介绍了异步电机直接转矩控制的基本原理和系统的基本构成，在此基础上，通过Matlab／Simulink建立了各个模块的仿真模型，构建了直接转矩控制仿真系统，对直接转矩控制方法的特点及其存在的问题进行了仿真分析研究，验证了直接转矩控制系统的可行性.关键词：直接转矩控制;异步电机;Matlab/Simulink仿真Simulationexperiment ofdirect torque controlsystemTianwangtong（Jiangnan University，School of Internet of Things Engineering）As the electric electronic and digital signal processor technologyprogresses，the adjustable—speed technology with variable frequency has a rapidlydevelopment．The Direct Torque (DTC)followingV ector Control is a new typeand high performance technology．Compare with V ector Control Which has complicatedcoordinate transformation and strong dependency of rotor parameters，the DTCtechnique of induction motors is known to have a simple control structure、fast torqueresponses and easy to implement．The basic principle and structure of DTC have been introduced，on this ground，UsingMatlab／Simulink build the simulation models which form the whole DTC simulationsystem．Then，DTC method prove to be of feasibility according to study and analyze thecharacteristic of the simulation system．.Keywords:Direct torque control; Induction motor ;Matlab/Simulink1引言（Introduction）直接转矩控制变频调速技术是用空间矢量分析方法，在二相静止坐标系下计算、控制异步电动机的磁链和转矩，采用两点式调节产生<=.信号，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。
关于直接转矩控制的专题调研报告
关于永磁同步电机直接转矩控制技术的专题调研报告1直接转矩控制技术的产生和应用发展1.1直接转矩控制技术的产生直接转矩控制简称DTC（direct torque control），是在20世纪80年代中期发展起来的继矢量控制之后的一种高性能交流电机变频调速技术。
1985年，德国鲁尔大学M.Depenbrock教授和日本学者I.Takahashi针对于异步电机分别独立提出了直接转矩控制方法，引起了学术界极大的兴趣和关注。
实际上，早在1977年，美国学者ALLAN B. PLUNKETT就在IEEE杂志上首先提出了类似于直接转矩控制的结构和思想的直接磁链和转矩调节方法，其控制原理框图如图1所示。
其中，转矩给定与反馈之差通过PI调节得到滑差频率，再加上电机转子机械速度得到逆变器应该输出的电压定子频率；定子磁链给定与反馈之差通过积分运算得到一个电压与频率之比的量，并使之与定子频率相乘得到逆变器应该输出的电压，最后通过SPWM方法对电机进行控制。
其磁链通过在电机里安装线圈来测量得到，因此应用起来颇为困难，从而未曾引起广泛的注意。
图1 ALLAN B. PLUNKETT提出的直接转矩控制原理框图1981年，日本学者S.Yamamura在开发交流电机速度控制系统时提出了磁场加速控制法，并且关键性地指出如果维持气隙磁场幅值不变，则电压、电流和转矩等其他物理量仅为转差的函数，此时只需通过调节气隙磁链的旋转速度，即可改变其对转子的瞬时转差频率从而可以达到控制转矩的目的。
1983年，日本学者Y.Murai等人将空间电压矢量理论应用于PWM逆变器感应电动机传动系统中，把逆变器和电动机看作一个整体，综合三相电压进行控制，提出了磁链轨迹控制法，基于电压和磁链空间矢量概念，成功地解决了瞬时主磁链的计算问题，并且较方便地控制其幅值在整个调速范围内近似保持不变，从而使其轨迹接近于圆形。
1985年德国鲁尔大学M.Depenbrock教授通过对瞬时空间矢量理论的研究，首次提出了直接转矩控制的理论——直接自控制[2]，简称DSC（direct self control）。
05 异步电机直接转矩控制(DTC)系统仿真实验
电气与信息工程学院 2019年6月
教学内容： 1. 直接转矩控制原理分析 2. 仿真实验模型的搭建 3. 仿真实验结果的分析
1. 直接转矩控制原理分析
基本直接转矩控制系统
1. 直接转矩控制原理分析
直接转矩控制系统原理结构图
1. 直接转矩控制原理分析
Байду номын сангаас
2. 仿真实验模型的搭建
3. 仿真实验结果的分析
空载起动和加载过程的转速(上)、电磁转矩(中)、定子磁链(下) 7
3. 仿真实验结果的分析
转速(上)、电磁转矩(中)、定子磁链(下)的局部放大图 8
课后练习
将DTC系统与VC系统的仿真结果作比较，进一步地分析、 总结出两种控制系统的性能特点。
谢 谢！
直接转矩控制调速仿真
直接转矩控制调速系统一.直接转矩控制的基本思路与前面的矢量控制调速不同，矢量控制模仿直流电动机的调速方法，采用磁场定向以及反复的坐标变换使得转矩磁链解耦，实现分别单独控制。
直接转矩控制不需要复杂的坐标变换，它强调的是转矩的直接控制效果。
要想控制电磁转矩，就需要知道电磁转矩与哪些因素有关，以及这些因素的变化对电磁转矩有什么样的影响。
由统一电机理论可知，异步电动机的电磁转矩等于定子磁链矢量、转子磁链矢量或合成磁链矢量中任意两者的矢量积，即电磁转矩可以表示为定子磁链矢量与转子磁链矢量的矢量积。
转子磁链矢量的幅值由负载决定，现在我们只需要保持定子磁链幅值不变，改变两矢量间的角度大小就可以达到调节转矩的目的了。
在直接转矩控制中引入了空间电压矢量的概念。
按照一定的顺序、时间依次给电动机加上空间电压，在忽略定子电阻的影响下，那么定子磁链的轨迹就是六边形，每个边称为磁链的的一个扇区。
在某个扇区内，加上特定的电压矢量就会使定子磁链沿边旋转，此时定转子磁链矢量间角度加大，转矩加大，当加上另外一些电压矢量时，就会使得它们之间的角度变小，转矩变小。
通过这样在每个扇区内不断施加相应的电压矢量就能达到控制转矩的目的。
当然这是最简单的一种情况，没有考虑到磁链的调节，但却大致上描述了直接转矩控制的基本思路。
二．直接转矩控制的MATLAB仿真下面是系统仿真模型图：图1 直接转矩控制仿真模型图以下是仿真模型中的各个模块以及功能介绍图2 转矩磁链模型单元如图2所示，转矩磁链模型的功能是在定子坐标系下计算出电动机的定子磁链幅值、空间中所处的位置，同时计算出电磁转矩的表达式，以便对转矩进行反馈控制。
图3 扇区选择单元扇区选择单元根据前面转矩磁链模型单元输出的定子磁场的角度信息，确定定子磁场当前所处的扇区，扇区决定了该选用哪些空间电压矢量。
图4 转速调节器环节转速调节器将转速实际值与给定值进行比较，经过PI调节器之后输出转矩给定值。
PI调节器的参数为比例系数为15，积分比例系数为1，输出限幅为120.图5 转矩磁链比较输出单元这个单元的作用是将转矩、磁链的实际值与给定值进行比较，根据它们的差值输出不同的控制信号，再结合扇区选择的信号选择适合的空间电压矢量，以控制转矩、磁链在一定得范围之内。
感应电机直接转矩控制系统仿真分析
感应电机直接转矩控制系统仿真分析
原理简介
由于直接转矩控制是基于静止坐标系的，因此采用 由于直接转矩控制是基于静止坐标系的，因此采用α-β坐标 坐标 系上的数学模型。如下所示。 系上的数学模型。如下所示。 电压矩阵方程： 电压矩阵方程：
磁链方程： 磁链方程：
电磁转矩方程： 电磁转矩方程：
具有鲁棒性强、 不同于矢量控制，直接转矩控制具有鲁棒性强、转矩动态 响应速度快、控制结构简单等优点， 响应速度快、控制结构简单等优点，它在很大程度上解决了 矢量控制中结构复杂、计算量大、对参数变化敏感等问题， 矢量控制中结构复杂、计算量大、对参数变化敏感等问题， 主要缺点是在低速时转矩脉动大。 主要缺点是在低速时转矩脉动大。
原理简介
系统模型结构如下： 系统模型结构如下：
感应电机直接转矩控制系统仿真分析
原理简介
根据要求搭建仿真模型如下： 根据要求搭建仿真模型如下：
感应电机直接转矩控制系统仿真分析
原理简介
由仿真模型可得转速曲线如下： 由仿真模型可得转速曲线如下：
感应电机直接转矩控制系统仿真分析
原理简介
电流波形如下： 电流波形如下：
感应电机直接转矩控制系统仿真分析
原理简介
如图为直接转矩控制系统整体结构图。 如图为直接转矩控制系统整体结构图。
感应电机直接转矩控制系统仿真分析
原理简介
如上图中可以看出，直接转矩控制系统， 如上图中可以看出，直接转矩控制系统，就是通过使定转 子磁链幅值保持恒定， 子磁链幅值保持恒定，然后选择合理的非零矢量和零矢量的作 用次序和作用时宽，以调节定子磁链矢量的运动速度， 用次序和作用时宽，以调节定子磁链矢量的运动速度，从而改 变磁通角的大小，以实现对电机转矩的控制。 变磁通角的大小，以实现对电机转矩的控制。在直接转矩控制 技术中， 技术中，其基本控制方法就是通过电压空间矢量来控制定子磁 链的旋转速度，控制定子磁链走走停停， 链的旋转速度，控制定子磁链走走停停，以改变定子磁链的平 的大小，从而改变磁通角的大小， 均旋转速度 的大小，从而改变磁通角的大小，以达到控制电 动机转矩的目的。 动机转矩的目的。
永磁同步电机直接转矩控制技术研究
永磁同步电机直接转矩控制技术研究1. 引言1.1 背景介绍永磁同步电机是一种应用广泛且效率高的电机，在工业生产和家电领域都有着重要的应用。
随着工业化的深入发展，对电机的性能要求越来越高，尤其是对电机的控制精度和效率提出了新的挑战。
直接转矩控制技术可以实现在不需要速度传感器的情况下准确控制电机的转矩和速度，是一种先进的控制技术。
在永磁同步电机中应用直接转矩控制技术，可以有效提高电机的控制精度和效率，满足现代工业生产的要求。
目前关于永磁同步电机直接转矩控制技术的研究还比较有限，尤其是在实际工程应用中的探索和总结也相对缺乏。
对永磁同步电机直接转矩控制技术的深入研究具有重要的意义，可以为该领域的发展提供技术支持和指导。
本文旨在通过对永磁同步电机直接转矩控制技术的原理、方法以及研究进展进行探讨，为相关领域的研究人员和工程师提供参考和借鉴。
1.2 研究意义研究意义是指本文所要研究的问题对学术界和工程实践具有重要意义和价值。
永磁同步电机直接转矩控制技术是近年来电力电子领域的研究热点之一，具有较高的效率和精度，广泛应用于电动汽车、风力发电、工业生产等领域。
研究永磁同步电机直接转矩控制技术不仅可以提高电机的运行效率和性能，还可以推动电力电子技术的发展，促进新能源的利用和节能减排。
对永磁同步电机直接转矩控制技术进行深入研究具有重要的实用价值和理论意义。
通过本文的研究，可以更好地理解永磁同步电机的工作原理和控制方法，为相关领域的工程应用提供技术支持，推动电动化、智能化和可持续发展的进程。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨永磁同步电机直接转矩控制技术，在实际工程应用中提高电机的性能和效率。
通过研究，我们希望能够深入理解永磁同步电机和直接转矩控制技术的原理，并探讨如何将这些理论知识应用到实际生产中。
我们也希望通过研究进展和应用案例的分析，了解这项技术在不同领域中的应用情况，以及在面临的挑战和优势。
最终，我们的目标是为将来的研究提供指导和启示，为永磁同步电机直接转矩控制技术的发展做出贡献。
直接转矩控制基本原理和仿真研究报告
直接转矩控制的基本原理和仿真研究摘要：直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后，在交流传动领域内发展迅速的一种高性能调速技术，该控制方法以其思路新颖、结构简单及性能良好等优点引起了广泛关注和研究。
与矢量控制技术不同，直接转矩控制技术采用定子磁场定向，直接将磁通和电磁转矩作为控制量，对电磁转矩的控制更加简捷快速，提高了系统的动态响应能力。
由于直接转矩控制技术本身的固有优势，使直接转矩控制的理论研究和技术开发越来越受到重视，进展的步伐也越来越快。
本文将直接转矩控制技术应用于异步电机中，从异步电机的数学模型岀发，介绍了直接转矩控制技术的基本理论。
在深入剖析原理的基础上将直接转矩算法模块化，在Simulink环境下建立了异步电机直接转矩近似圆形磁链控制系统仿真模型。
仿真结果表明，直接转矩控制技术动态响应能力快，控制方法直接，但是低速性能较差，低速状态下存在转矩脉动过大，定子电流畸变严重等缺点。
关键字：直接转矩控制，异步电机，simulinkThe Basic Principle and Simulation Study of DirectTorque ControlKong Fei,Ye Zhe n, Shao Zhuyu<Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu, 214000, P. R. China )Abstract: Direct Torque Control (DTC> technology is a high-speed technology in the field of AC drive following the technique ofvector control and it has rapid development in recent years.This control strategy attracts wide attention and research for its novel idea, simple structure and good performance. Differ from the vector control technologies, DTC technology uses the stator flux orientation and directly makes the flux and electromagnetic torque as the control volume, therefore the control of the electromagnetic torque is simple and fast, the system dynamic response capability is improved. Due to the inherent advantages of DTC technology, its theoretical research and technological development is receiving increasing attention, also the pace of progress faster and faster.In this article, we make direct torque control techniques applied to asynchronous motors. From a mathematical model of induction motor starting, introduced the basic theory of DTC technology. Based on depth analysis of the basis and principles, we module the DTC algorithm. In the Simulink environment, the asynchronous motor direct torque control system of quasi-circular flux simulation model is established. Simulation results show that the DTC technologies has fast dynamic response capability and directly control method, but the low-speed performance is poor, such as torque ripple is too large in low speed state and the stator current distortion is serious. Key words:direct torque control (DTC>,asynchronous motor,simulink1前言直接转矩控制技术作为一种新颖的电机控制策略，基本思想就是直接将电磁转矩作为被控制量，与矢量控制相比，无需进行复杂的坐标变换，对电机的控制更加快捷迅速，控制系统的动态响应能力得到进一步提高。
直接转矩控制
原理
原理
在直接转矩控制中，电机定子磁链的幅值通过上述电压的矢量控制而保持为额定值，要改变转矩大小，可以 通过控制定、转子磁链之间的夹角来实现。而夹角可以通过电压空间矢量的控制来调节。由于转子磁链的转动速 度保持不变，因此夹角的调节可以通过调节定子磁链的瞬时转动速度来实现。
假定电机转子逆时针方向旋转，如果实际转矩小于给定值，则选择使定子磁链逆时针方向旋转的电压矢量， 这样角度增加，实际转矩增加，一旦实际转矩高与给定值，则选择电压矢量使定子磁链反方向旋转。从而导致角 度降低。通过这种方式选择电压矢量，定子磁链一直旋转，且其旋转方向由转矩滞环控制器决定。
直接转矩控制
变频器控制三相马达转矩的方式
01 信息介绍
03 控制特点
目录
02 原理 04 技术改进
基本信息
直接转矩控制（Direct torque control，简称DTC）是一种变频器控制三相马达转矩的方式。其作法是依 量测到的马达电压及电流，去计算马达磁通和转矩的估测值，而在控制转矩后，也可以控制马达的速度。
直接转矩控制（Direct Torque Control，DTC）变频调速，是继矢量控制技术之后又一新型的高效变频调 速技术。20世纪80年代中期，德国鲁尔大学的M.Depenbrock教授和日本的I.Takahashi教授分别提出了六边形直 接转矩控制方案和圆形直接转矩控制方案。1987年，直接转矩控制理论又被推广到弱磁调速范围。
4）定子坐标系下分析电机的数学模型直接控制磁链和转矩，不需要和直流机比较、等效、转化，省去复杂 的计算 。
技术改进
技术改进
针对其不足之处，现在的直接转矩控制技术相对于早期的直接转矩控制技术有了很大的改进，主要体现在以 下几个方面：
ALA转子电机直接转矩控制研究与仿真
d(Teg − Te ) dt ≥0
时输出 ST = −1 : 表示要减小电磁转矩，选择电压矢 量 即 U s 5 (001) 或 U s 6 (101) 当 ε 0 ≤ Teg − Te ≤ 0.5ε T 且
d (Teg − Te ) dt ≥ 0 或 −0.5εT ≤Teg −Te ≤ −ε0 且
⎧1 :上桥臂导通且下桥臂关断 Si = ⎨ ⎩0 :上桥臂关断且下桥臂导通
（ a）定子磁链六边形与电压矢量对应关系
（ 5）
同时，定义逆变器输出的电压矢量为
U sk ( Sa Sb Sc ) = 2 / 3(U u + U V e
j 2π 3
+ Uwe
j
4π 3
)
（ 6）
则三相逆变输出共有 8 个电压矢量，其分布如 图 2（ a） U s0 (000) − U s7 (111) 所示，其中包括 6 个非 零电压矢量和两个零电压矢量 [4]。 3.2 磁链控制 电动机定子电压矢量方程为
（ a）定子磁链的滞环控制
（ b）转矩的双滞环控制
图3 定子磁链滞环和转矩双滞环控制
3.3
转矩控制
4
Simulink 仿真
图4
ALA 转子电机控制矢量图
ALA 转子电机的电磁转矩表达式有多种，基于 负载角 δ 的转矩表达式如下 3P 1 1 （ 11） T = ψ 2 ( − ) sin δ
2
s
利用 Matlab 7.0/Simulink 搭建的仿真模型如图 所示。它包括 3s/2s 坐标变换、 ALA 转子电机模型 （磁链估算和转矩估算） 、 磁链扇区估算、 磁链滞环、 转矩滞环以及直接转矩控制逆变器 PWM 脉冲形成 模块等子系统。各子系统具体构成如图 5－ 9 所示。 扇区估算采用先计算定子磁链位置角 θ s 再利用查表 方法实现， PWM 脉冲则根据表 1 查得。
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直接转矩控制的基本原理和仿真研究摘要：直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后，在交流传动领域内发展迅速的一种高性能调速技术，该控制方法以其思路新颖、结构简单及性能良好等优点引起了广泛关注和研究。
与矢量控制技术不同，直接转矩控制技术采用定子磁场定向，直接将磁通和电磁转矩作为控制量，对电磁转矩的控制更加简捷快速，提高了系统的动态响应能力。
由于直接转矩控制技术本身的固有优势，使直接转矩控制的理论研究和技术开发越来越受到重视，进展的步伐也越来越快。
本文将直接转矩控制技术应用于异步电机中，从异步电机的数学模型出发，介绍了直接转矩控制技术的基本理论。
在深入剖析原理的基础上将直接转矩算法模块化，在Simulink环境下建立了异步电机直接转矩近似圆形磁链控制系统仿真模型。
仿真结果表明，直接转矩控制技术动态响应能力快，控制方法直接，但是低速性能较差，低速状态下存在转矩脉动过大，定子电流畸变严重等缺点。
关键字：直接转矩控制，异步电机，simulinkThe Basic Principle and Simulation Study of DirectTorque ControlKong Fei,Ye Zhen,Shao Zhuyu<Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu, 214000, P. R. China）Abstract：Direct Torque Control (DTC> technology is a high-speed technology in the field of AC drive following the technique of vector control and it has rapid development in recent years.This control strategy attracts wide attention and research for its novel idea, simple structure and good performance. Differ from the vector control technologies, DTC technology uses the stator flux orientation and directly makes the flux and electromagnetic torque as the control volume, therefore the control of the electromagnetic torque is simple and fast, the system dynamic response capability is improved. Due to the inherent advantages of DTC technology, its theoretical research and technological development is receiving increasing attention, also the pace of progress faster and faster.In this article, we make direct torque control techniques applied to asynchronous motors. From a mathematical model of induction motor starting, introduced the basic theory of DTC technology. Based on depth analysis of the basis and principles, we module the DTC algorithm. In the Simulink environment, the asynchronous motor direct torque control system of quasi-circular flux simulation model is established. Simulation results show that the DTC technologies has fast dynamic response capability and directly control method, but the low-speed performance is poor, such as torque ripple is too large in low speed state and the stator current distortion is serious.Key words:direct torque control (DTC>,asynchronous motor,simulink1前言直接转矩控制技术作为一种新颖的电机控制策略，基本思想就是直接将电磁转矩作为被控制量，与矢量控制相比，无需进行复杂的坐标变换，对电机的控制更加快捷迅速，控制系统的动态响应能力得到进一步提高。
为了将直接转矩控制方法应用于异步电机中，我们在分析三相异步电机的数学模型基础上，详细阐述直接转矩控制的基本原理，并将各个部分模块化，在MATLAB/Smulink环境下建立了直接转矩控制仿真模型进行了仿真研究。
2直接转矩控制的基本原理和仿真模型2.1 直接转矩控制的基本原理和仿真图2.1.1直接转矩控制的基本原理如图所示1。
其基本原理是将速度传感器检测出的电机实际转速n与电机给定转速n*比较的值输入PI调节器后得到给定转矩值；由霍尔传感器得到的异步电机定子电压和电流经过磁链和转矩转矩估计器得到转矩实际值，两相定子磁链分量、以及定子磁链幅值。
定子磁链幅值与给定的磁链幅值比较后输入磁链滞环调节器得到磁链信号；给定转矩值与转矩实际值经过比较后输入到转矩滞环调节器得到转矩信号；定子磁链在两相静止坐标系下的、分量经过区间判断单元得到定子磁链所处扇区信号；磁链开关信号、转矩开关信号以及定子磁链扇区信号通过查阅开关表得到所要的电压矢量信号、、进而控制异步电机运行状态。
2.1.2 直接转矩控制的仿真模型总图异步电机直接转矩控制系统主要由以下几个子系统组成：异步电机模型、转速调节器、磁链信号和转矩信号产生模块、定子磁链扇区判断模块、电压矢量选择模块和逆变器模块组成，完整系统模型图如图2所示。
图2异步电机直接转矩控制2.2三相异步电机的基本原理和仿真模块2.2.1三相异步电机的数学模型要想对三相异步电机进行高效控制，其数学模型的准确建立是不可或缺的。
如大家所知，三相异步电机本身是一个非线性、强耦合的高阶多变量系统，建立一个系统的、完整的反映异步电机真实性能的数学模型是研究直接转矩控制技术在异步电机中应用的理论基础。
为了建立三相异步电机数学模型，一般在异步电机理论基础上进行如下的假设：<1）忽略空间谐波，设电机三相绕组对称分布，在空间互差120°电角度，各项电流所产生的磁动势沿气隙空间正弦规律分布。
<2）忽略磁路饱和，电机定转子表面光滑。
<3）忽略铁心损耗。
<4）忽略频率变化和温度变化对电机绕组电阻的影响。
在上述假设基础上，由于电机的电压和电流测量都处于静止坐标系中，因而若将三相异步电机的在三相静止坐标系下的各个状态方程变换到两相静止坐标系下，会简化数学模型和状态方程，两相静止坐标系一般称为α-β坐标系，如图3中<a）、<b）即分别为三相定子坐标系和两相静止坐标系下的定子电流，三相/两相变换矩阵如式<1-1）。
<1-1）图3坐标变换关系图异步电机数学模型在两相静止坐标系下的数学模型包括电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程，具体如下：电压方程：<1-2）磁链方程：<1-3）转矩方程：<1-4）运动方程：<1-5）其中，,为两相静止坐标系下定子电压，分量，,为两相静止坐标下的定子电流分量，,为两相静止坐标系下转子电流分量，,为电机定子和转子每相电阻，为定子自感，为转子自感，为定转子互感，p代表微分运算。
,为两相静止坐标系下定子磁链分量，,分别为两相静止坐标系下转子磁链分量。
代表电机电磁转矩，代表负载转矩，J代表电机的转动惯量，代表极对数，为电机角速度。
2.2.2异步电机模型<1）异步电机模型由2.2.1节的异步电机数学模型的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程，我们搭建了两相静止坐标系下的异步电机数学模型，为了使系统简化，并没有用到所有的状态方程，而是将直接转矩控制技术中用到的状态方程搭建出来。
结构图如图4所示，异步电机模型的输入是定子电压和负载转矩，输出的是异步电机的电磁转矩、转速、定子电流和定子磁链。
图4异步电机仿真模型2.3转速调节器转速调节器模块如图5所示。
输入为电机实际转速值和给定转速值，两者的比较值经过PI调节器得到电磁转矩给定值。
图5转速调节器仿真模型2.4磁链信号和转矩信号产生2.4.1定子磁链的观测控制定子磁链和电磁转矩的观测控制是直接转矩控制技术中的关键环节，如图6中，定子磁链偏差和电磁转矩偏差各自被限制在滞环比较器的容差范围内。
当定子磁链容差设置过大，会使定子磁场产生低次谐波，因此会使定子电流发生较大的畸变；当定子磁链容差设置过小，会导致逆变器的开关频率增大，提高器件损耗。
同样，当电磁转矩容差设置过大，会增大电磁转矩脉动；当电磁转矩容差设置过小时，照样会增大逆变器开关频率和提高损耗。
为了获得定子磁链偏差值，首先得知道定子磁链实际值。
在直接转矩控制技术中，定子磁链实际值是根据定子电压、电流和转速的检测值以及电动机参数通过估计得到的。
本文采用的异步电机定子磁链估计模型是u-i模型。
(1-6>图6 u-i模型结构图使用u-i模型来确定异步电机定子磁链的优点是在计算过程中唯一需要用到的电机参数只有定子电阻，式<1-6）中的定子电压、定子电流和定子电阻属于易于测量的物理量，因此该方法是定子磁链观测中最简单的方法。
在异步电机高速运行时，定子电阻引起的压降可以忽略不计，利用u-i模型估算法可以得到非常准确的观测结果。
但是在低速时，定子电压很小，定子电阻变化引起的影响不能忽略，因此定子电阻参数变化对积分结果影响很大，u-i模型的观测结果会失真，需要随着温度的变化对电阻值进行修正。
而且实际检测定子电压和电流时，不可避免的会产生幅值偏差和相位偏差。
积分器存在误差积累和直流温漂问题，这些问题在电机处于低速运行时将十分突出。