异步电机直接转矩控制学习
导读：本期对异步电机直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）进行建模分析，以最简单的单矢量直接转矩控制为例。后期会进一步整理DTC的改进方案，比如引入SVM、占空比优化和MPTC等。
如果有学友对DTC及改进DTC感兴趣，欢迎关注微信公众号：浅谈电机控制，一起交流学习。需要DTC模型的学友，在公众号里留下邮箱，看到后发给你。
一、基本原理
图1 直接转矩控制框图
DTC基于定子磁链的位置信号以及转矩与磁链幅值的误差信号直接离线查找矢量表，并将所选择的电压矢量通过变频器作用于电机。
图2感应电机DTC系统开关表
二、Simulink建模
根据图1异步电机直接转矩控制框图进行建模。仿真为离散模型，采样率为20kHz。参考定子磁链幅值为0.3Wb。
图3 DTC整体仿真
个人觉得在DTC模型搭建过程中，也就矢量选择开关这里有些复杂，所以重点介绍一下。
（1）转矩误差
图4 转矩误差
（2）磁链误差
图5 磁链误差
（3）电压矢量表
图6 电压矢量表设置
三、仿真波形分析
仿真还是用到前期文章介绍的S型速度曲线规划，所以动态部分性能较好。
（1）速度和转矩设置
图7 转矩设置
图8速度设置
（2）速度和转矩波形
图9 电机速度
如图9所示，电机在加载和正反转，转速都能恢复到稳态值。
图10 电机转矩
（3）三相电流
图11三相电流
图11三相电流的FFT分析
如图11可知，三相电流的谐波比较大。
四、总结
传统的DTC采用滞环控制器和开关表对电机磁链和转矩进行定性增减控制，结构简单，动态响应速度快，但由于控制简单粗放，存在转矩脉动较大的问题。
DTC算法简单，参数鲁棒性强，理论上来说DTC只需要电机的定子电阻Rs即可实现高性能调速控制。但由于DTC采用滞环比较器只考虑了误差方向而没有考虑误差大小，因此为实现优良的稳态性能必须采用很高的采样率（通常不低于20kHz）。
后续会尝试对DTC的改进方法进行浮现对比，比如引进SVM、占空比、MPTC以及无差拍等。如果有学友对DTC及改进DTC感兴趣，欢迎关注微信公众号：浅谈电机控制，一起交流学习。
求解惑：
图中的Swtich模块左侧的电压矢量的排列逻辑是什么？
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