核心提示：　　在過(guò)去幾年中，無(wú)速度傳感器感應(yīng)電動(dòng)機(jī)由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)，比如：機(jī)械穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和便于維修等，而引起國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者極大的研究興趣13.文章介紹了一種新型的基于SVM（DTC―SVM）無(wú)速度傳感器

　　在過(guò)去幾年中，無(wú)速度傳感器感應(yīng)電動(dòng)機(jī)由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)，比如：機(jī)械穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和便于維修等，而引起國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者極大的研究興趣13.文章介紹了一種新型的基于SVM（DTC―SVM）無(wú)速度傳感器感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制。它對(duì)磁鏈和力矩都運(yùn)用類似于DTC方法的閉環(huán)數(shù)字控制。但是電壓產(chǎn)生于一個(gè)DTCSVM單元。在該方法中，DTC的暫態(tài)性能和魯棒性被保留，而穩(wěn)態(tài)力矩波動(dòng)被降低。在文章中采用了一種簡(jiǎn)單方便的速度觀測(cè)器，它能實(shí)現(xiàn)全速度范圍的準(zhǔn)確觀測(cè)。

　　1無(wú)速度傳感器感應(yīng)電機(jī)在中給出了無(wú)速度傳感器感應(yīng)電機(jī)的方框圖。

　　它運(yùn)行時(shí)進(jìn)行直接定子磁鏈、力矩控制，這里認(rèn)為在一個(gè)工作周期內(nèi)轉(zhuǎn)子磁鏈為常數(shù)。該調(diào)節(jié)器能產(chǎn)生基金項(xiàng)目：江蘇大學(xué)青年基金資助項(xiàng)目劉賢興（1966―），男，江蘇省鎮(zhèn)江市人，博士，副教授，主要從事交流調(diào)速及開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等方面的研究。

　　力矩。由于僅測(cè)直流母線電壓和兩項(xiàng)線電流，所以感應(yīng)電機(jī)模型為：這里Us是定子電壓，is，ir是定子和轉(zhuǎn)子電流，X，X是定子和轉(zhuǎn)子磁鏈，R.，Rr，L；Lr，Lm是電機(jī)參數(shù)，叫是模型速度（任意的速度），叫是轉(zhuǎn)子速度。

　　這里p是磁對(duì)極數(shù)。

　　定子磁鏈和力矩閉環(huán)控制是通過(guò)DTC―SVM單元實(shí)現(xiàn)的。為了降低力矩和磁鏈波動(dòng)及暗含的電流噪聲，相比較傳統(tǒng)的DTC，我們運(yùn)用了力矩與磁鏈PI控制器王德明（1956―），男，江蘇省鎮(zhèn)江市人，教授，博導(dǎo)，主要從事及SVM.電力傳動(dòng)及智能控制等方面的研究。

　　2速度觀測(cè)器141對(duì)于運(yùn)行于全速度范圍的速度觀測(cè)器，這里采用了模型自適應(yīng)速度觀測(cè)，分析如下：這里采用全階磁鏈觀測(cè)器來(lái)達(dá)到全速度范圍的速度觀測(cè)，模型為前面提到的轉(zhuǎn)子磁鏈模型（式12）。

　　自適應(yīng)模型為在靜止坐標(biāo)系下的電流模型：估計(jì)器計(jì)算定子磁鏈X，轉(zhuǎn)子磁鏈X，電磁力矩Me和轉(zhuǎn)子速度叫。它們是基于感應(yīng)電機(jī)的5個(gè)方程（1）~（）而得。狀態(tài)估計(jì)器的輸入是定子電壓Us和電流is空間矢量。它們都是的靜止坐標(biāo)系。磁鏈估計(jì)器算為：我們通過(guò)一個(gè)PI調(diào)節(jié)的方法來(lái)計(jì)算并校正轉(zhuǎn)速：是一全階全速度范圍的定子和轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器（見(jiàn)），它包含兩個(gè)模型一希望產(chǎn)生精確值尤其在低速運(yùn)行時(shí)的開(kāi)環(huán)電流模型和運(yùn)行于全速度范圍的可調(diào)節(jié)的電壓模型。

　　轉(zhuǎn)子磁鏈電流模型估計(jì)器是從中通過(guò)定子電流計(jì)算得到這里1=是轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)。

　　對(duì)于轉(zhuǎn)子磁鏈坐標(biāo)，轉(zhuǎn)子磁鏈的d、q分量為提出的DTC―SVM顯示在中。控制器包含有兩個(gè)PI控制器一其為磁鏈與力矩調(diào)節(jié)器，和一個(gè)SVM單元。它接受定子磁鏈和力矩誤差作為輸入，并產(chǎn)生逆變器的控制信號(hào)，其中0e=arctan（Xw/X）。

　　開(kāi)環(huán)電流模型的輸出（書寫為“l”）是在定子坐標(biāo)系下計(jì)算的定子磁鏈X這里Xr是從和測(cè)量的定子電壓、電流基礎(chǔ)之上的。對(duì)于定子結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，定子磁鏈X可簡(jiǎn)化如下為了校正定子磁鏈估計(jì)值，來(lái)補(bǔ)償因低速時(shí)相關(guān)的純積分器和定子電阻Rs的測(cè)量（或估計(jì)）的錯(cuò)誤并提供全速度范圍的完整觀測(cè)器，電壓模型是通過(guò)一個(gè)PI補(bǔ)償器來(lái)調(diào)節(jié)的。

　　但對(duì)于運(yùn)用SVM方法而言，其思路是在一個(gè)磁鏈扇區(qū)發(fā)多個(gè)電壓矢量合成來(lái)得到目標(biāo)電壓矢量。在每個(gè)扇區(qū)內(nèi)，目標(biāo)電壓矢量有著不同的分解公式，在每個(gè)扇區(qū)內(nèi)，可求得近似表示目標(biāo)矢量電壓的兩個(gè)基本電壓矢量開(kāi)通持續(xù)的時(shí)間公式。

　　這里，我們將8個(gè)電壓矢量分為：Sa（米用對(duì)稱規(guī)則米樣方法，即：―Sa―Sb―S7―S7―Sb轉(zhuǎn)子磁鏈X是在定子系中計(jì)算得到因?yàn)樵摽刂撇捎肈TC―SVM結(jié)構(gòu)，因此我們進(jìn)行這樣的轉(zhuǎn)換，即當(dāng)給定的電壓過(guò)大時(shí)，SVM的PI調(diào)節(jié)器飽和，不能保證正常發(fā)6個(gè)脈沖，（下轉(zhuǎn)第133頁(yè)）其中最上面一條下降的曲線代表系統(tǒng)轉(zhuǎn)速輸出，可以從圖中看到轉(zhuǎn)速是隨著時(shí)間的變化而減小的。最下面一條緩慢上升的曲線代表系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩輸出。中間緩慢上升的曲線代表對(duì)系統(tǒng)（即變頻器）的輸入轉(zhuǎn)矩信號(hào)曲線。

　　由張力和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系T=D可知當(dāng)張力固定不變時(shí)，輸入轉(zhuǎn)矩應(yīng)該隨著卷徑的增大而增大，而卷徑是隨時(shí)間的推移增大的，因此輸入轉(zhuǎn)矩應(yīng)隨時(shí)間推移增大，從圖中曲線上也證明了這一點(diǎn)。由仿真結(jié)果曲線可知自適應(yīng)張力控制取得了較好的控制效果。

　　5結(jié)論縱切機(jī)是廣泛用于造紙或薄膜生產(chǎn)線的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)。許多現(xiàn)存系統(tǒng)由于引進(jìn)生產(chǎn)線較早往往使用直流電機(jī)。與交流異步電機(jī)相比直流電機(jī)具有體積大、易發(fā)生故障及控制線路復(fù)雜、難以維護(hù)等缺點(diǎn)。文章仿真結(jié)果表明，在交流矢量變頻器對(duì)異步電機(jī)控制下，采用自適應(yīng)張力控制能達(dá)到較好的控制效果，且自動(dòng)化程度更高。因此對(duì)現(xiàn)有直流電機(jī)系統(tǒng)改用交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)是可行的。為現(xiàn)有采用直流電機(jī)的系統(tǒng)的升級(jí)改造提供了思路。

　　Matlab是一種優(yōu)秀的系統(tǒng)仿真工具軟件，文章利用它的Simulink環(huán)境和S―函數(shù)構(gòu)造了一個(gè)縱切機(jī)的張力自適應(yīng)仿真系統(tǒng)。其特點(diǎn)如下：（1）自適應(yīng)控制器由S―函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在Simulink下表現(xiàn)為一個(gè)S―函數(shù)模塊，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了。

　　最后，需要說(shuō)明的是，文章所討論的自適應(yīng)控制過(guò)程是在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)的。在啟動(dòng)加速過(guò)程及停車降速過(guò)程中由于張力模型中的（下轉(zhuǎn)第139頁(yè)）（上接第130頁(yè)）此時(shí)采用傳統(tǒng)DTC方法。PI調(diào)節(jié)器的飽和點(diǎn)設(shè)為1.5V，lK，此時(shí)盡管無(wú)法有效控制電壓幅值，但仍可控制電壓的相位。

　　電機(jī)在空載時(shí)及t=0.6s時(shí)加負(fù)載的仿真波形如~所示。

　　6結(jié)論文章介紹的新型直接力矩和磁鏈控制采用了DTC和SVM相結(jié)合的方法，并且速度觀測(cè)模型簡(jiǎn)單有效，能夠運(yùn)行于全速度范圍，且效果能基本與有速度傳感器相媲美，仿真結(jié)果顯示力矩波動(dòng)較小，動(dòng)態(tài)性能較好，響應(yīng)速度快，結(jié)果顯示該控制策略是正確可行的，有著較大的實(shí)際意義。