高动态性能交流调速系统的发展与演变_按转子磁链定向的矢量控制系统

永磁同步电机的矢量控制系统

永磁同步电机的矢量控制系统一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展，电机作为核心动力设备，在各种机械设备和工业自动化系统中扮演着至关重要的角色。

其中，永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的控制性能等优点，被广泛应用于电动汽车、风力发电、机床设备等领域。

为了实现永磁同步电机的精确控制，提高其运行效率和稳定性，矢量控制（Vector Control）技术被引入到永磁同步电机的控制系统中。

本文将对永磁同步电机的矢量控制系统进行深入探讨。

文章将简要介绍永磁同步电机的基本结构和运行原理，为后续的矢量控制理论奠定基础。

接着，文章将重点阐述矢量控制的基本原理和实现方法，包括坐标变换、空间矢量脉宽调制（SVPWM）等关键技术。

文章还将分析矢量控制系统中的传感器选择、参数辨识以及控制策略优化等问题，以提高系统的控制精度和鲁棒性。

通过本文的研究，读者可以对永磁同步电机的矢量控制系统有一个全面而深入的了解，为实际应用中提高永磁同步电机的控制性能提供理论支持和指导。

本文还将探讨未来永磁同步电机矢量控制系统的发展趋势和挑战，为相关领域的研究者和工程师提供有价值的参考信息。

二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）是一种高效、高性能的电机类型，其工作原理基于电磁感应和磁场相互作用。

PMSM的核心组成部分包括定子、转子和永磁体。

定子通常由三相绕组构成，负责产生旋转磁场；转子则装有永磁体，这些永磁体在定子产生的旋转磁场作用下，产生转矩从而驱动电机旋转。

PMSM的工作原理可以简要概括为：当定子三相绕组通入三相交流电时，会在定子内部形成旋转磁场。

由于转子上的永磁体具有固定的磁极，它们在旋转磁场的作用下会受到力矩的作用，从而使转子跟随定子磁场的旋转而旋转。

通过控制定子电流的相位和幅值，可以精确控制旋转磁场的转速和转向，从而实现对PMSM的精确控制。

《电力拖动自动控制系统》课程综述

电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统简介电力拖动自动控制系统包括：直流调速系统和交流调速系统。

直流调速系统包括：直流调速方法、直流调速电源和直流调速控制。

交流调速系统包括：交流调速系统的主要类型、交流变压调速系统、交流变频调速系统、绕线转子异步电机双馈调速系统——转差功率馈送型调速系统和同步电动机变压变频调速系统。

电力拖动自动控制系统课程内容介绍第一篇直流调速系统闭环反馈直流调速系统1.1 直流调速系统用的可控直流电源根据前面分析，调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。

常用的可控直流电源有以下三种:旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。

静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。

直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。

1.2 晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题本节讨论V-M系统的几个主要问题：（1）触发脉冲相位控制；（2）电流脉动及其波形的连续与断续；（3）抑制电流脉动的措施；（4）晶闸管-电动机系统的机械特性；（5）晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数。

1.3 直流脉宽调速系统的主要问题自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制（PWM）的高频开关控制方式形成的脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，即直流PWM 调速系统。

（1）PWM变换器的工作状态和波形；（2）直流PWM调速系统的机械特性；（3）PWM 控制与变换器的数学模型；（4）电能回馈与泵升电压的限制。

1.4反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计本节提要:转速控制的要求和调速指标；开环调速系统及其存在的问题；闭环调速系统的组成及其静特性；开环系统特性和闭环系统特性的关系；反馈控制规律；限流保护——电流截止负反馈1.5 反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计反馈控制闭环直流调速系统的动态数学模型;反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件; 动态校正——PI调节器的设计;系统设计举例与参数计算转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法内容提要：转速、电流双闭环控制的直流调速系统是应用最广性能很好的直流调速系统。

交流电机控制系统及其发展分析

交流电机控制系统及其发展分析摘要：随着社会生产力的大力发展，电力电子技术、微电子技术、数字控制及其理论都得到了很大程度的发展。

相对于直流传动系统，交流传动系统得到了更为广泛的应用。

交流电机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械，但是交流电机有它自身复杂的特性，如非线性、多变量、强耦合、参数时变等，这就造成交流电机有许多难以解决的问题，为了解决交流电机发展中存在的问题，需要对这其控制策略展开深入的研究。

本文分析了交流电机多种控制技术的基本原理，在此基础上对比了各种技术的优缺点，从中得出了不同控制技术的适用范围。

关键词：交流电机；控制技术；发展前言：与直流电机相比，交流电动机是多变量，强耦和的非线形系统，要实现良好的转矩控制非常困难。

20世纪70年代德国工程师F.Blaschke首先提出异步电动机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。

1985年，德国的Depenbrock教授提出了异步电动机直接转矩控制方法。

近年来，矢量控制和直接转矩控制技术不断发展，且有各自不同的应用领域。

随着现代控制理论和电子技术的发展，各种控制方法和器件不断出现。

1、交流电机的控制算法1.1基于交流电机稳态模型控制方法稳态模型控制方法中包含开环恒比控制和闭环转差频率控制两种。

开环恒比控制的基础是变压变频控制方式，并且不带速度反馈开环控制。

此种方法是针对于恒压变频方式下产生的磁路饱和而烧毁电机的现象而研发的。

它的优点就是结构简单、可靠，对于运算速度要求不高。

缺点就是对于调速精度和动态性能方面不够高，在启动时必须给定积分环节来抑制电流的冲击，另外在低频时需要通过转矩补偿来弥补转矩不足的特性。

闭环转差频率控制针对于开环转矩不足的方面进行改良，进行转矩的直接控制。

此种算法适合于电机在转差率较小的稳定运行状态下进行。

它的优点就是提高了转速调节的动态性能和稳态精度，但是并不能真正控制动态过程的转矩。

1.2基于交流电机动态模型的控制方法高动态性能的数学模型是非线性多变量的，把变量的定子电压和频率转变成转速和磁链，目前有矢量控制和直接转矩控制两种比较成熟的控制方法。

矢量控制学习心得体会

矢量控制学习心得体会这学期跟着严老师学习了运动控制这门课程，加深了对电机拖动在实例中的运用，而矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。

具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。

异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，虽然通过坐标变换可以使之降阶并简化，但并没有改变其非线性、多变量的本质。

因此，需要异步电动机调速系统具有高动态性能时，必须面向这样一个动态模型。

按转子磁链定向的矢量控制系统便是其中一种。

异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电动机了。

由于进行坐标变换的是电流的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统，简称VC系统。

在设计矢量控制系统时，可以认为，在控制器后面引入的反旋转变换器VR-1与电机内部的旋转变换环节VR抵消，2/3变换器与电机内部的3/2变换环节抵消，如果再忽略变频器中可能产生的滞后，则图6-53中虚线框内的部分可以完全删去，剩下的就是直流调速系统了。

可以想象，这样的矢量控制交流变压变频调速系统在静、动态性能上完全能够与直流调速系统相媲美。

矢量变换包括三相/两相变换和同步旋转变换。

在进行两相同步旋转坐标变换时，只规定了d，q两轴的相互垂直关系和与定子频率同步的旋转速度，并未规定两轴与电机旋转磁场的相对位置，对此是有选择余地的。

按照图6-53的矢量控制系统原理结构图模仿直流调速系统进行控制时，可设置磁链调节器AψR 和转速调节器ASR分别控制ψr和ω，如图6-55所示。

运动控制考试复习题及答案(完整版)

运动控制考试复习题及答案(完整版)一、填空题1、控制系统的动态性能指标是指跟随指标和抗扰指标，而调速系统的动态指标通常以抗扰性能指标为主2、直流电机调速方法有变压调速、电枢串电阻调速和弱磁调速。

异步电动机调速方式常见有6种分别是：降压调速、差离合调速、转子串电阻调速、串级调速和双馈电动机调速、变级调速、变压变频调速。

其中转差率不变型有：变级调速、变压变频调速，只有变压变频应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统。

同步电动机按频率控制方式不同分为：他控式变频调速和自控式变频调速。

（变电阻调速：有级调速。

变转差率调速：无级调速。

调压调速：调节供电电压进行调速）按按转差功率可以怎么划分电动机:转差功率消耗型、转差功率不变型、转差功率馈送型3、对于异步电动机变压变频调速，在基频以下，希望维持气隙磁通不变，需按比例同时控制定子电压和定子频率，低频时还应当抬高电压以补偿阻抗压降，基频以下调速属于恒转矩调速；而基频以上，由于电压无法升高，只好仅提高定子频率而迫使磁通减弱，相当直流电动机弱磁升速情况，基频以上调速属于恒功率调速。

4、对于SPWM型逆变器，SPWM的含义为正弦波脉宽调制，以正弦波作为逆变器输出的期望波形，SPWM波调制时，调制波为频率和期望波相同的正弦波，载波为频率比期望波高得多的等腰三角波，SPWM型逆变器控制方式有同步调制、异步调制、混合调制。

SPWM型逆变器的输出的基波频率取决于正弦波。

SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。

5、调速系统的稳定性能指标包括调速范围和静差率6、供变压调速使用的可控直流电源有：旋转交流机组（G-M系统）、静止式可控整流器（V-M系统）与直流斩波器（PWM-M系统）或脉宽调制变换器。

7、典型I型系统与典型II型系统相比,前者跟随性能好、超调小，但抗扰性能差。

典型I型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？答：稳态误差：对于典型I型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与K值成反比；在加速度输入下稳态误差为∞。

基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究

基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究一、本文概述随着科技的快速发展和工业领域的日益进步，永磁同步电机（PMSM）因其高效率、高功率密度以及良好的调速性能，在工业自动化、电动汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。

永磁同步电机的控制策略复杂，需要精准的控制算法以实现其性能优化。

在此背景下，基于数字信号处理器（DSP）的永磁同步电机矢量控制系统成为了研究的热点。

本文旨在探讨基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的设计与实现。

文章将介绍永磁同步电机的基本原理和控制策略，为后续研究提供理论基础。

将详细阐述基于DSP的矢量控制系统的硬件和软件设计，包括DSP的选择、外围电路设计、控制算法的实现等。

文章还将探讨矢量控制算法的优化，以提高永磁同步电机的运行效率和稳定性。

通过本文的研究，期望能够为永磁同步电机矢量控制系统的设计与实践提供有益的参考，推动永磁同步电机在实际应用中的性能提升，为工业领域的发展做出贡献。

二、永磁同步电机的基本理论永磁同步电机（PMSM）是一种利用永磁体产生磁场的同步电机。

与传统的电励磁同步电机相比，PMSM省去了励磁线圈和相应的励磁电源，因此结构更为简单，效率更高。

PMSM的理论基础主要涉及电机学、电磁场理论和控制理论。

在电机学方面，PMSM的运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。

电机通过定子电流与转子永磁体产生的磁场相互作用，实现电能与机械能的转换。

定子的三相电流在电机气隙中产生旋转磁场，该磁场与转子上的永磁体磁场相互作用，从而产生转矩，驱动电机旋转。

在电磁场理论方面，PMSM的设计和优化需要考虑电磁场分布、绕组设计、磁路设计等因素。

通过合理的电磁设计，可以提高电机的效率、降低损耗、提高转矩密度和动态性能。

控制理论在PMSM的运行中起着至关重要的作用。

矢量控制（也称为场向量控制）是一种先进的控制策略，它通过独立控制电机的磁通和转矩，实现了对PMSM的高性能控制。

矢量控制将定子电流分解为励磁分量和转矩分量，通过调节这两个分量的大小和相位，可以实现对电机转速、转矩和功率的精确控制。

电力拖动自动控制系统(陈伯时)ppt,按转子磁链定向的矢量控制系统

来看，是解耦的，但由于Te同时受到 ist 和 r
的影响，两个子系统仍旧是耦合着的。
电电力力拖传动动自控动制控系制统系统
8
带除法环节的解耦矢量控制系统（采用电流控制变频器）
r AR

ASR

Lr n p Lm
ism
i
A
iA
r
异步电机
i
CB 2r /3s
电流控制
iB
矢量
÷
电电力力拖传动动自控动制控系制统系统
4
按转子磁链定向后的系统模型
代入转矩方程式和状态方程式，并用m，t替代d，q，即得
Te

n p Lm Lr
ist r
d r
dt

1 Tr

r

Lm Tr
ism
0
(1
) r

Lm Tr
ist
电电力力拖传动动自控动制控系制统系统
5
矢量控制方程
1
i1
im1
等效直流
3/2 iβ1 VR
电机模型
异步电动机 it1
反馈信号
这样的矢量控制交流变压变频调速系统在静、动态性能上完全能够与直流调速系统相媲美。
电电力力拖传动动自控动制控系制统系统
3
6.7.2按转子磁链定向
（Field Orientation）
rd rm r rq rt 0
14
• 在两相静止坐标系上的转子磁链模型
is
Lm
+
1
r
-
Tr p+1

Tr
isβ
Lm
+
1

交流感应电机控制系统发展现状和前景【最新版】

交流电机控制系统发展现状和前景由于近期研究成果的大量涌现，人们现在对直接转矩控制的认识更加深刻，对各种局部性能的改善也有了更多的选择方案。

因此，追求整体性能最优将成为今后直接转矩控制研究的主要方向。

通过改进系统各组成环节的内部结构来提高系统性能，其效果是非常有限的，从软件方面着手改进系统将是今后的大势所趋，智能控制会发挥越来越大的作用，成为整个系统的控制核心。

近几年发展起来的将神经网络和模糊控制结合起来的神经网络或神经网络模糊控制肯定会成为直接转矩控制的重要手段，用DSP实现的直接转矩控制系统的全数字化也是一个重要的发展方向。

交流电机控制系统发展现状和前景1.交流电机的控制方法的发展（1）恒定压频比控制方式，它根据异步电机等效电路进行变频调速。

其特点是：控制电路结构简单、成本较低。

电压是指基波的有效值，改变电压只能调节电动机的稳态磁通和转矩，而不能进行动态控制。

控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高。

（2）矢量控制方式。

交流传动控制理论及实践终于在70年代取得了突破性的进展，即出现了矢量控制技术。

其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度、磁场两个分量进行独立控制。

通过控制转子磁链，以转子磁通定向，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。

这样，通过坐标变换重建的电动机模型就可以等效为一台直流电动机。

矢量控制的方法实现了异步电机磁通和转矩的解耦控制，使交流传动系统的动态特性得到了显著的改善，开创了交流传动的新纪元。

然而，在实际系统中，由于转子磁链难以准确观测，以及矢量旋转变换的复杂性，使得实际的控制效果不如理论分析的好。

这是矢量控制技术在实践上的不足之处。

交流传动领域的专家学者也都针对矢量纯电动汽车交流异步电机及整车总成控制器的开发技术研究控制上的缺陷做过许多研究，诸如进行参数辨识以及使用状态观测器等现代控制理论，但是这些方案的引入使系统更加复杂，控制的实时性和可靠性降低。

电力拖动自动控制系统(第4版)-第2篇交流调速系统

按转差功率将异步电动机的调速系统分成三类。
转差功率消耗型
全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中。
以增加转差功率的消耗来换取转速降低（恒转矩负载时），越到低速效率越低。
结构简单，设备成本少，还有一定的应用价值。
转差功率馈送型
转差功率一部分被消耗掉，大部分则通过变流装置回馈给电网或转化成机械能予以利用。
交流调速系统和交流伺服系统。
特大容量、极高转速的交流调速
特大容量的电力拖动设备厚板轧机、矿井卷扬机等，以及
极高转速的拖动，如高速磨头、离心机等，都以采用交流调速为宜。
1. 异步电动机调速
转差功率从能量转换的角度看，转差功率是否增大，能量是被消耗掉还是得到利用，是评价调速系统效率高低的标志。
第8章同步电动机调速系统
2. 同步电动机调速
同步电动机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电动机调速系统只能是转差功率不变型。
同步电动机转子极对数是固定的，只能靠变压变频调速。
2. 同步电动机调速
从频率控制的方式来看，同步电动机调速可分为他控变频调速和自控变频调速两类。
自控变频调速利用转子磁极位置检测信号来控制变压变频装置换相，又称作无换向器电动机调速，或无刷直流电动机调速。
电力拖动自动控制系统 —运动控制系统
第2篇
交流调速系统
一般性能调速和节能调速
风机、水泵对调速范围和动态性能的要求都不高，只要有一般的调速性能就足够了。
需要调速，但对调速性能要求不高的生产机械，也属于一般性能调速。
高性能的交流调速系统和伺服系统
矢量控制技术、直接转矩控制可以和直流调速系统媲美的高性能
两类交流调速

矢量控制与直接转矩控制的理论基础和应用特色

矢量控制与直接转矩控制的理论基础和应用特色1、前言采用一般的通用变频器给异步电动机供电时，可以实现无级平滑调速，但调速范围不很宽，也不能像直流调速系统那样提供很高的动态性能。

要实现高动态性能，必须充分研究电机的物理模型和动态数学模型。

从物理模型出发的研究成果首先体现在1971年德国西门子公司F.Blaschke 等发表的论文《感应电机磁场定向的控制原理》和美国P.C.Custman 与A.A.Clark 申请的专利《感应电机定子电压的坐标变换控制》上，以后经过各国学者和工程师的研究、实践和不断的完善，已形成现在普遍应用的高性能交流调速系统——矢量控制系统。

矢量控制系统的特点是：通过坐标变换（三相—两相变换、同步旋转变换），把交流异步电动机在按转子磁链定向的同步旋转坐标系上等效成直流电动机，从而模仿直流电动机进行控制，得到在静、动态性能上完全能够与直流调速系统相媲美的交流调速系统。

电气机车等具有大惯量负载的运动系统在起制动时要求有很快的瞬态转矩响应，特别是在弱磁调速范围，为此，德国鲁尔大学M,Depenbrock 教授研制了直接转矩控制（直接自控制）系统，并于1985年发表了论文，随后日本学者I.Takahashi 也提出了类似的控制方案。

与矢量控制不同，直接转矩控制方起了旋转坐标变换，而是在静止两相坐标系上控制转矩和定子磁链，并采用砰－砰控制以获得快速的转矩响应。

现在矢量控制系统和直接转矩控制系统都已经在高性能交流调速市场中取得了显著的地位，但是，对于它们的优缺点和特色还存在着一定程度的困惑。

本文拟就这两类系统的基本概念和应用特色做出分析，以供讨论。

2、异步电动机的动态数学模型2．1在两相同步旋转坐标系上的电压、磁链、转矩和运动方程两相同步旋转坐标系的坐标轴用d ，q 表示，坐标轴的旋转速度dqs ω等于定子频率的同步角转速1ω，设转子转速为ω，则dq 轴相对于转子的角速度dqs ω＝1ω－ω＝s ω，即转差频率。

自动控制原理学习心得

自动控制原理学习心得自动控制原理学习心得范文自动控制原理学习心得篇1《自动控制原理》包括经典控制和现代控制两个部分，其主要研究的内容识时域分析、频域分析以及状态空间表达，涉及的内容很多，要想研究生入学考试取得一个很好的成绩，我认为在平常的自控学习中应该注意以下问题。

1弄清自动控制理论课程的特点和难点自动控制理论的两门课程都是来源于控制实践的理论课程，具有以下三个特点：概念抽象；与数学联系紧密；实践性强。

不论是“自动控制原理”还是其后续课程“现代控制理论”，教材里面的许多概念和术语都定义得非常抽象，常常让我们感觉一头雾水，理解起来比较困难。

概念的抽象性成了学习道路上的第一个拦路虎。

此外，该课程在学习过程中涉及到对多门数学知识的运用，如“高等数学”、“积分变换”、“复变函数”、“线性代数”等等。

对数学知识的掌握和灵活运用是我们学习的第二道难关。

第三个难点是理论与实践容易脱节，很多学生往往注重理论学习而轻视实践结果往往只会“纸上谈兵”而短缺工程实践能力。

因此，我们要在教师引导和帮助下顺利入门，掌握课程的精髓和要点，并且能够“由厚及薄”，达到对课程整体的把握，具有一定的工程概念和实践能力。

2弄清课程教学中应当注意的一些问题2.1以数学模型为基础，以系统分析为主线自动控制理论的主要内容是系统分析。

按照一般高校的教学大纲，不论是“自动控制原理”还是“现代控制理论”课程，数学模型和系统分析的内容都占到整个课程内容的80%左右，其中系统分析大约占60%。

可见，我们应当遵循系统分析这条主线，通过一定的实例分析和各种各样的系统训练，重点培养我们的系统分析能力。

在系统分析能力的培养过程中，通过反复的训练，我们的系统综合能力也会自然而然地提高。

此外，我们千万不可忽视数学模型，因为数学模型是系统分析和系统综合的基础。

如果没有了这个基础，系统分析就成了虚无飘渺的海市蜃楼。

2.2化抽象为具体自动控制理论的难点之一在于其抽象的概念，教材中有许多“抽象概念”让我们望而生畏。

交流调速系统-高性能矢量控制技术

直接转矩控制系统的控制规律
除转矩和磁链砰-砰控制外，DTC系统的核心问题就是： – 转矩和定子磁链反馈信号的计算模型；
– 如何根据两个砰-砰控制器的输出信号来选择电压空间矢量和逆变器的开关状态。
定子磁链观测器
DTC系统采用的是两相静止坐标（坐标），为了简化数学模型，由三相坐标变换到两相坐标是必要的，所避开的仅仅是旋转变换。
• 标量控制系统包含有电压频率控制（V/f控制），电流频率控制（A/f控制）。
4
标量控制系统的缺点
1）启动电流不好控制；
2）启动初期电流有直流分量，阻碍起动；
3）磁场建立慢，起动转矩小；
4）空载运行时，在个别频率段会出现震荡现象。
5
高性能控制系统
• 高性能控制系统按矢量关系进行控制，有转矩内环，动态性能好。 • 高性能控制系统有矢量控制和直接转矩控制两种。
多变量、强耦合的模型结构
由于这些原因，异步电机是一个多 Us 变量（多输入多输出）系统，而电压 (Is) （电流）、频率、磁通、转速之间又互相都有影响，所以是强耦合的多变 1 量系统，可以先用右图来定性地表示。
A1

A2

异步电机的多变量、强耦合模型结构

模型的非线性
（ 2 ）在异步电机中，电流乘磁通产生转矩，转速乘磁通得到感应电动势，由于它们都是同时变化的，在数学模型中就含有两个变量的乘积项。这样一来，即使不考虑磁饱和等因素，数学模型也是非线性的。
直接转矩控制系统的原理和特点
• 系统组成
按定子磁链控制的直接转矩控制系统
结构特点转速双闭环： ASR的输出作为电磁转矩的给定信号；设置转矩控制内环，它可以抑制磁链变化对转速子系统的影响，从而使转速和磁链子系统实现了近似的解耦。转矩和磁链的控制器：用滞环控制器取代通常的PI调节器。

运动控制系统课程总结

运动控制系统课程总结摘要:本文通过对《运动控制系统》课程得总结，使我对运动控制系统有了更深刻得理解。

现代运动控制已成为电机学，电力电子技术,微电子技术，计算机控制技术,控制理论，信号检测与处理技术等多门学科相互交叉得综合性学科。

文中简单介绍了运动控制及其相关学科得关系，随着其她相关学科得不断发展,运动控制系统也在不断发展,不断提高系统得安全性,可靠性。

文中最后简述了其发展历程及其未来发展得展望。

关键字:运动控制，电力电子，直流调速，交流调速1、引言运动控制系统也叫做电力拖动控制系统。

运动控制系统得任务就是通过对电动机电压，电流，频率等输入电量得控制，来改变工作机械得转矩，速度，位移等机械量，使各种机械按人们期望得要求运行,以满足生产工艺及其她应用得需要。

工业生产与科学技术得发展对运动控制系统提出了日益复杂得要求,同时也为研制与生产各类新型得控制装置提供了可能.在前期课程控制理论、计算机技术、数据处理、电力电子等课程得基础上,学习以电动机为被控对象得控制系统,培养学生得系统观念、运动控制系统得基本理论与方法、初步得工程设计能力与研发同类系统得能力。

1.课程总结本书《运动控制系统》全面、系统、深入地介绍了运动控制系统得基本控制原理、系统组成与结构特点、分析与设计方法。

《运动控制系统》内容主要包括直流调速、交流调速与伺服系统三部分。

直流调速部分主要介绍单闭环、双闭环直流调速系统与以全控型功率器件为主得直流脉宽调速系统等内容；交流调速部分主要包括基于异步电动机稳态模型得调速系统、基于异步电动机动态模型得高性能调速系统以及串级调速系统；随动系统部分介绍直、交流随动系统得性能分析与动态校正等内容。

此外,书中还介绍了近几年发展起来得多电平逆变技术与数字控制技术等内容。

《运动控制系统》既注重理论基础，又注重工程应用,体现了理论性与实用性相统一得特点。

书中结合大量得工程实例,给出了其仿真分析、图形或实验数据，具有形象直观、简明易懂得特点。

变频器论文(优秀5篇)

变频器论文（优秀5篇）变频器论文篇一动的交流化、功率变换器的高频化、控制的数字化、智能化和网络化。

因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，因提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。

变频器的快速发展得益于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论的发展。

变频器的发展水平是由电力电子技术、电机控制方式以及自动化控制水平三个方面决定的。

当前竞争的焦点在于高压变频器的研究开发生产方面。

随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展，变频器的性能价格比越来越高，体积越来越小，而且厂家仍在不断地提高可靠性，为实现变频器的进一步小型轻量化、高性能化和多功能化以及无公害化而做着新的努力。

辨别变频器性能的优劣，一要看其输出交流电压的谐波对电机的影响；二要看对电网的谐波污染和输入功率因数；最后还要看本身的能量损耗（即效率）。

这里仅以量大面广的交—直—交变频器为例，阐述其发展趋势：主电路功率开关元件的自关断化、模块化、集成化、智能化；开关频率不断提高，开关损耗进一步降低。

在变频器主电路的拓扑结构方面。

变频器的网侧变流器对低压小容量的装置常采用6脉冲变流器，而对中压大容量的装置采用多重化12脉冲以上的变流器。

负载侧变流器对低压小容量装置常采用两电平的桥式逆变器，而对中压大容量的装置采用多电平逆变器。

对于四象限运行的转动，为实现变频器再生能量向电网回馈和节省能量，网侧变流器应为可逆变流器，同时出现了功率可双向流动的双PWM变频器，对网侧变流器加以适当控制可使输入电流接近正弦波，减少对电网的公害。

脉宽调制变压变频器的控制方法可以采用正弦波脉宽调制控制、消除指定次数谐波的PWM控制、电流跟踪控制、电压空间矢量控制（磁链跟踪控制）。

交流电动机变频调整控制方法的进展主要体现在由标量控制向高动态性能的矢量控制与直接转矩控制发展和开发无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制系统方面。

微处理器的进步使数字控制成为现代控制器的发展方向。

交流调速的现状及发展趋势

北部湾大学交流调速系统的现状及发展趋势学号：专业：自动化学生姓名：任课教师：2012年11月交流调速系统的现状及发展趋势黄日刚AC variable speed system status and development trend摘要：随着电力电子器件的发展，以及对效率的追求，交流调速得到快速发展，加上新技术、新理论不断渗透到交流调速之中，使其不断呈现新的面貌。

关键词：交流调速；脉宽调制；智能化；1 引言近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。

电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。

变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

深入了解交流传动与控制技术的走向，具有十分积极的意义。

2 交流调速系统的发展及现状长期以来,直流电动机由于调速性能优越而掩盖了结构复杂等缺点广泛的应用于工程过程中。

直流电动机在额定转速以下运行时,保持励磁电流恒定,可用改变电枢电压的方法实现恒定转矩调速;在额定转速以上运行时,保持电枢电压恒定,可用改变励磁的方法实现恒功率调速。

采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。

因此,20 世纪80 年代以前,在变速传动领域中,直流调速一直占据主导地位。

交流变频调速[1]的优越性早在20世纪20年代被人们所认识。

但受当时电力电子器件的限制而未能广泛应用。

从电力拖动的发展过程来看，交、直流两大调速系统一直并存于各个工业领域，虽然由于各个时期科学技术的发展使得它们所处的地位有所不同，但它们始终是随着工业技术的发展，特别是随着电力电子元器件的发展而在相互竞争。

矢量控制系统

摘要：交流电机矢量控制理论是德国学者K Hass和FBlaschke建立起来的，作为交流异步电机控制的一种方式，矢量控制技术已成为高性能变频调速系统的首选方案。

交流电机的矢量控制技术是基于交流电机的动态模型，通过建立交流电机的空间矢量图，采用磁场定向的方法将定子电流分解为与磁场方向一致的励磁分量和与磁场方向正交的转矩分量，并分别对磁通和力矩进行控制，而使异步电机可以像他励直流电机一样控制。

随着计算机技术飞速发展，功能强大的数字信号处理器（DSP）的广泛应用使得矢量控制逐渐走向了实用化。

本文先对矢量控制系统的原理进行简要说明,然后给出了一种矢量控制系统基于DSP芯片的实现方案，最后例举了一些目前应用较广泛的矢量型变频器。

关键词：矢量控制，DSP，变频器。

目录1.矢量控制 (3)1.1概述 (3)1.2基本原理 (4)1.3坐标变换 (6)2.转差频率矢量控制 (7)3.基于DSP芯片TMS320F2812的矢量控制系统 (11)4.西门子MicroMaster440变频器 (13)参考文献 (15)1.矢量控制1.1概述由于异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。

上世纪70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。

矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。