2002年2月第28卷第1期北京航空航天大学学报

JOurna1OfBeijingUniversityOfAerOnauticsandAstrOnauticsFebruary2002VO1.28NO.1

异步电动机直接转矩控制系统的

MATLAB仿真

郭

摘

宏王光能

（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院）

要：介绍了一种基于MATLAB的异步电动机直接转矩控制系统的仿真

方法.在分析了直接转矩控制系统的结构和工作特点之后，结合MATLAB提供的仿真环境和各种工具箱设计了一个能分析整个系统性能的仿真系统.包括利用功率系统工具箱实现功率部分的仿真；通过编写自定义的S-FUNCTION实现各种复杂的控制算法；以及在SIMULINK环境下结合已有的各种工具箱实现系统的建模.最后给出了一个利用MATLAB对异步电动机直接转矩控制系统进行仿真的实例，为追求整体性能的提高提供了一个好的工具.

关

键

词：异步电动机；控制系统；仿真；MATLAB；S-FUNCTION

中图分类号：TM343+.3

文献标识码：A文章编号：1001-5965（2002）01-0078-04

异步电动机直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后的又一新技术，它自诞生之日起，就以自己新颖的控制思想，简洁明了的系统结构，优良的静、动态性能受到了普遍的关注.许多文章从不同的角度提出了新的见解和方法，特别是随着各种控制理论的引入，新的控制策略还不断的出现.如何验证控制效果，提高研究效率是摆在人们面前的一个问题.

而许多仿真程序在对直接转矩控制系统进行仿真时，只停留在系统局部的分析上，不能很好地对系统的整体性能进行分析.这使人们对直接转矩控制的研究大多停留在局部完善的水平上，而没有达到全面提高的层次.

MathwOrks公司的MATLAB仿真软件是一种

面向科学与工程计算的高级语言，由于集成了控制系统、信号处理、模糊控制、功率系统等工具箱，使它能很好的实现异步电动机直接转矩控制系统各种控制方案的仿真.而利用MATLABFCN及S-FUNCTION等用户自定义的函数可以非常容易的实现各种算法.同时它还有各种图形输出方式，可以非常容易的分析仿真结果.在SIMULINK环境中，将各种控制仿真工具箱和自定义函数有机的结合起来，使整个直接转矩控制系统的仿真变得很容易.

收稿日期：2000-05-29作者简介：郭宏（1967-），男，哈尔滨人，副教授，北京.100083，

1直接转矩控制系统介绍

直接转矩控制技术具有独特的控制思想.它

用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算与控制交流电动机的转矩，采用定子磁场定向，借助各种调节方法产生PWM信号，直接对逆变

器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩控制的

［1］高动态性能.典型的异步电动机直接转矩控制

系统如图1所示

.

图1典型的直接转矩控制系统框图

其中，异步电动机模型主要实现电机的转矩、磁链和转速等的观测，所用观测器有开环观测器、闭环观测器和人工智能观测器等；开关状态选择器利用各种控制方法（如Band-Band控制，模糊控