基于转矩误差均方根优化的感应电机转矩脉动抑制方法

本文针对感应电机直接转矩控制系统(DTC)在稳态运行时常见的转矩脉动问题，提出了一个创新的解决方案。首先，作者利用离散化的感应电机模型深入剖析了直接转矩控制的工作原理，指出这种控制方式虽然具有算法简单、动态响应快速和鲁棒性强的优点，但在稳态运行时由于缺乏磁场定向和坐标变换，导致转矩与磁链之间的耦合，从而产生了较大的转矩脉动。 针对这一问题，文章提出的核心策略是将转矩误差的均方根作为优化目标。通过细致地将一个采样周期划分为非零电压矢量作用时间和零电压矢量作用时间两部分，作者推导出一种最优的电压矢量切换时间计算公式，旨在减少转矩误差的波动，进而减小转矩脉动。这种方法避免了单纯提高开关频率带来的效率损失和复杂性，也不同于多电平逆变器的矢量细分技术，以及离散空间矢量调制(DSVM)的周期细分技术，它更侧重于精确地控制电压状态转换，以实现转矩误差的最小化。 通过MATLAB/Simulink进行仿真验证，结果显示，提出的转矩脉动极小化方法在实际应用中表现出显著的效果，能够有效地抑制直接转矩控制系统的转矩脉动，从而提升系统的稳定性和控制精度。为了实现这一方法，文中还提到了使用电机控制专用的数字信号处理器TMS320F2812以及二进制编码技术，这些硬件平台为实现算法提供了必要的支持。 本文的研究不仅深化了对感应电机直接转矩控制转矩脉动机理的理解，而且提供了一个实用且有效的解决方案，对于提高感应电机控制系统的性能和稳定性具有重要意义。