直接转矩控制技术是上世纪八十年代中期发展起来的新技术。它是继矢量控制技术之后,并有超越矢量控制技术之势的一种新型高效能的交流调速传动控制技术。本文详细研究了异步电动机的数学模型,在分析和比较传统直接转矩控制方案的优缺点以及对电动机调速性能的要求的前提下,提出了一种综合空间矢量脉宽调制技术和变结构控制的方案—SVMDTC来改进直接转矩控制的性能。该方案控制定子磁链按近似圆形轨迹运动,对转矩和磁链采用滑模控制,以实现转矩和磁链的快速准确地调节。为了验证所设计的异步电动机直接转矩控制系统的可行性,通过MATLAB/SIMULINK构建了直接转矩控制仿真模型,对直接转矩控制的特点及其存在的问题进行了深入的理论与仿真研究。 定子磁链观测的准确与否直接关系到整个直接转矩控制系统的静动态性能,为了实现准确和快速的定子磁链观测,本文在继承普遍采用的i-n磁链观测器的优点即能够在全速范围内准确的观测定子磁链的基础上,引入了变结构控制思想以提高系统对电机参数变化的鲁棒性,从而较好地解决了磁通观测器的准确性和鲁棒性之间的矛盾。针对逆变器利用率低和电机转矩脉动较大的缺点,本文采用了空间矢量脉宽调制技术(SVM),该技术利用已有的空间矢量电压按照预定的合成规律调制出任意幅值和方向的空间电压矢量,从而实现了逆变器开关频率固定且可调,而且电机转矩脉动、电流脉动、磁链脉动也得到了有效的抑制。 无速度传感器转速估计是现代交流传动研究的又一个热点方向,本文在综合考虑了各种转速辨识方法利弊的前提下,采用了基于波波夫(popov)超稳定性理论设计的模型参考自适应方法辨识电机转速,并通过仿真试验证明了该方法的有效性和可行性。