1970年人們就開始對感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制策略進(jìn)行研究，因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)和當(dāng)時(shí)的直流電機(jī)比較，具有較強(qiáng)的耦合性、不具備線性同時(shí)擁有多個(gè)變量的特性，所以必須選取繁雜的控制算法來提高控制性能，所以該控制系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)繁瑣同時(shí)生產(chǎn)價(jià)格高的缺陷。然而，電力電子技術(shù)的不斷突破，其調(diào)速控制系統(tǒng)的應(yīng)用1.1感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀1930年開始，電勵(lì)磁同步電機(jī)的變頻傳動(dòng)系統(tǒng)引起了人們的重視，在之后的一段時(shí)間成為了人們的重點(diǎn)研究對象。它首先是檢測電機(jī)定子磁極的位置，接著再按照一定的順序觸發(fā)可控硅整流器，最后保證定轉(zhuǎn)子磁場與定子磁場永遠(yuǎn)保持一致。二十世紀(jì)六十年代末期，世界上第一臺電勵(lì)磁同步電機(jī)傳動(dòng)裝置被BBC公司成功研究出來。1970年由于許多電氣公司對交流同步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的研究話費(fèi)了巨大的財(cái)力，從而導(dǎo)致了交流電機(jī)磁場定向控制理論和技術(shù)的產(chǎn)生。到了1980年，由于交流異步電機(jī)矢量控制技術(shù)不斷取得進(jìn)步，從而在工程方面逐漸被廣泛運(yùn)用。磁場定向控制技術(shù)通過不斷的發(fā)展，感應(yīng)電機(jī)的控制性能獲得了極大的提升，甚至在某些方面已經(jīng)達(dá)到了直流電機(jī)的水平，然而總體上和直流電機(jī)相比還是有一定的差距。又經(jīng)過近十年的發(fā)展，矢量控制技術(shù)依舊沒有克服周波變頻器本身的缺點(diǎn)。1990年以后，數(shù)字控制技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，控制器也經(jīng)歷了一個(gè)又一個(gè)的階段，以至于在電氣傳動(dòng)的控制系統(tǒng)中到處都存在DSP,再加上控制器由最初的模擬量控制器轉(zhuǎn)向數(shù)字式控制器的轉(zhuǎn)變，這就導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)的功能開始不斷的被完備。隨著技術(shù)的發(fā)展，我們對控制器的要求逐漸提高，現(xiàn)有的模擬量控制器已經(jīng)無法滿足我們的需求。各國的電氣研究學(xué)者對現(xiàn)有模擬器的問題進(jìn)行了修改調(diào)整，得到了全數(shù)字式的控制器。相比于原有控制器來說，對于外部環(huán)境的干擾能力得到了大幅度的提升，系統(tǒng)的運(yùn)行的穩(wěn)定性也得到了提升，并且由于材料的改變，控制器對溫度的耐受能力提升，并且不易老化。所以由材料引起的一系列問題也得到了良好的解決。矢量控制是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流進(jìn)行矢量分解，然后產(chǎn)生兩個(gè)分量：勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流。并分別對這它們進(jìn)行控制，使兩分量間的幅值和相位能夠達(dá)到要求，來滿足控制異步電機(jī)的目的，所以矢量控制也叫磁場定向控制。早在二十世紀(jì)六十年代末，Hasse博士首先提出了這個(gè)理論，之后西門子公司的Blaschke將這一理論系統(tǒng)化并命名為磁場定向控制。這一理論在當(dāng)時(shí)的下前景可以說是一德國人開始專投身于簡化系統(tǒng)的研究。到了二十世紀(jì)八十年代，Leonhard帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)突破了應(yīng)用微處理器領(lǐng)域的磁場定向控制的研究，進(jìn)一步推動(dòng)了矢量控制的發(fā)展，大大提高了磁場定向技術(shù)在各領(lǐng)域中的使用。1.2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速分類1970年以后隨著社會的發(fā)展，人們對于磁場定向控制技術(shù)的研究逐步加深，從而促進(jìn)了交流調(diào)速技術(shù)的提高。而且解決了困擾學(xué)者們很久的一個(gè)問題——交流調(diào)速系統(tǒng)無法與直流相提并論的問題。所謂磁場定向技術(shù)就是基于直流電動(dòng)機(jī)控制，若想滿足交流電機(jī)轉(zhuǎn)矩和磁鏈聯(lián)動(dòng)控制的完全分開，則需要轉(zhuǎn)子磁場定向，結(jié)合矢量變換共同作用的方法。但是在現(xiàn)實(shí)生活中，由于觀測會存在一定的誤差，控制系統(tǒng)因?yàn)檗D(zhuǎn)子磁通的電參數(shù)的變化，調(diào)試性能會受到較大的影響，同時(shí)在模擬直流電機(jī)控制是一個(gè)復(fù)雜的過程，因此矢量控制的實(shí)際值與理論值存在差異。同時(shí)在矢量旋轉(zhuǎn)的過程中的繁瑣性，也導(dǎo)致了控制的實(shí)際值無法實(shí)現(xiàn)與理論分析的一致。二十世紀(jì)八十年代中期隨著對異步電動(dòng)機(jī)的研究不斷深入，一種全新的理論一一直接轉(zhuǎn)矩控制理論M.Depenbrock教授和日本學(xué)者I.Takahashi提出，這在當(dāng)時(shí)的社會上引起了廣泛的關(guān)注與討論。直接轉(zhuǎn)矩控制是繼磁場定向控制技術(shù)之后又一新型的高效變頻調(diào)速技術(shù)，它是通過控制定、轉(zhuǎn)子之間的磁鏈的夾角來實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩的控制，最初是針對感應(yīng)電動(dòng)機(jī)所提出來的。在基于定子固定坐標(biāo)系的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，采用雙滯后轉(zhuǎn)矩控制來獲得快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，該算法不需要過多復(fù)雜的參量，只需要單個(gè)的電機(jī)定子電阻參數(shù)，該系統(tǒng)健壯性好，不同于矢量控制技術(shù)，此技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)，它不需要定向角度來滿足轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)。直接轉(zhuǎn)矩控制是在空間矢量的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析的，它直接計(jì)算和控制定子的磁通和轉(zhuǎn)矩，并通過轉(zhuǎn)矩、磁通雙滯后控制和反流器開關(guān)狀態(tài)的化優(yōu)選擇，從而獲得到轉(zhuǎn)矩良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。此方法大大解決了磁場定向控制技術(shù)中一連串的重大問題，例如電機(jī)參數(shù)改變、計(jì)算控制過程繁瑣，實(shí)際控制性能與理論結(jié)果存在誤差等。由于社會的不斷進(jìn)步，直接轉(zhuǎn)矩技術(shù)的控制性能得到了顯著提高，正處于實(shí)際應(yīng)用的階段。然而，直接轉(zhuǎn)矩控制作為新技術(shù)在很多方面并不完善，而且在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中也存在諸多問題，例如轉(zhuǎn)矩和磁鏈波動(dòng)、定子電流諧波幅度大、低速性能差異等。為了能夠徹底的改變這些缺點(diǎn)，許多學(xué)者在近年來想出了許多改善直接轉(zhuǎn)矩控制的方法。事實(shí)上，矢量控制理論的引入推動(dòng)了電氣行業(yè)的發(fā)展，使交流電動(dòng)機(jī)的電機(jī)調(diào)速和轉(zhuǎn)矩控制在人類發(fā)展史上有了飛躍式的飛躍進(jìn)展。電機(jī)矢量控制允許單獨(dú)控制磁鏈和轉(zhuǎn)矩，方法是在一個(gè)或三個(gè)階段內(nèi)更改數(shù)學(xué)坐標(biāo)，將定子電流矢量分為兩個(gè)分量：轉(zhuǎn)矩電流和磁鏈電流。以滿足調(diào)速的控制。實(shí)際上，這是參考DC電機(jī)分別控制電樞電流和磁通的正交解耦的思想，也是在控制思想上對DC電機(jī)的模擬，因此能夠獲得與DC電機(jī)的相媲美的調(diào)速性能。到后來，該控制方法被移植到同步電機(jī)上，并且同樣的獲得了良好動(dòng)態(tài)性能。但是，磁場定向控制的實(shí)現(xiàn)，必須要進(jìn)行坐標(biāo)變換和準(zhǔn)確的觀察，轉(zhuǎn)子磁通嚴(yán)重依賴電機(jī)參數(shù)，很難保證完全解耦，從而影響控制效果。[3]TakensF.Delectingstrangeattractorsintubulence[J].Lecturenotesinmath,1981:361-381.[4]IanGilfillan.MasteringMySQL4[6]rtegaR,BarabanovN,ValderramaGE.Directtorquecontrolofinductionmonstor:stabiliperformanceimprovement[J].IEEFTrans.OnAutomaticControl,2001,46(8):1209-1222.[8]MySQLABDevelopmentTeam.MySQLReference[J].MySQLPress;2ndRevisededitio[11]張志涌.MATLAB教程[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2017:156234[12]陳永春.從Matlab/Simulink模型到代碼實(shí)現(xiàn)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2017:232～256[13]黃忠霖.控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真[M].國防工業(yè)出版社，2017:57-134[14]OcenD,RomeralL,OmegaJA,CusidoJ,GarciaA.DiscronaPMSMMotor12thInternat[15]程善美，姜向龍，孫文煥等.SIMULINK環(huán)境下空闖矢量PWM的仿真[M].《電氣自動(dòng)[18]MekhicheM,NicholsS,KirtleyJL,YoungJ,BoudreauD,JodoinR.HigdensityPMSMdriveforfuelcellpowered[19]李長紅，陳明俊，吳小役.感應(yīng)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的研究[M].電氣傳動(dòng)，2018:98178[20]劉和平.TMS320LF240XDSPC語言程序開發(fā)應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版[21]胡崇岳.現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017:3