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在电机的矢量控制技术中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性过分依赖于电机参数,以及在模拟直流电机控制过程中的坐标变换较为复杂,使得实际的控制效果很难达到理论分析的结果。而经典的直接转矩控制方法,虽然在很大程度上解决了矢量控制中计算复杂、特性易受干扰、实际性能不理想等问题,但在电机低速运行时,转矩脉动较大,输出性能受到影响。交流电机控制系统中,运用矢量变换方法,通过把交流电机的磁通和转矩进行解耦,使其控制方式类似于直流电机,从而大大提高了控制性能。 为了提高直接转矩控制的动静态性能和低速性能,本文从基础理论入手,对永磁同步电机的结构原理、数学模型和运动方程进行分析,通过坐标变换和改变矢量控制策略的方法,以达到消除转矩脉动,提高系统低速性能的目的。同时,论文阐述了PMSM-DTC的基本原理,对常规DTC系统的转矩脉动利用MATLAB/SIMULINK进行了仿真实验。在此基础上,研究了电压空间矢量调制方法,提出了基于参考电压矢量和参考磁链这两种SVM-DTC系统的改进策略,通过仿真分析,验证了该策略对转矩脉动抑制的可能性和有效性。 本文在系统硬件设计中,以DSP TMS320F240为控制核心,软件采用汇编语言和C语言混合编程的方式,将面向对象的程序设计方法和消息驱动机制应用于控制软件的设计和开发中。建立了以电压矢量调制的PWM为控制策略的无刷直流电机直接转矩控制的实验平台。完成了系统的基本验证实验,系统运行稳定、可靠。