4。4 模糊控制器和PID控制器控制效果比较 34

4。5 本章结论 36

5 基于GUI的感应电机仿真 37

5。1 GUI界面设计 37

5。2 本章小结 39

6 多电机同步控制 40

6。1 多电机同步控制结构 40

6。2 多电机同步控制仿真 40

6。3基于GUI的多感应电机同步控制 48

6。4 本章小结 48

结论 49

致  谢 50

参 考 文 献 51

1 绪论

1。1 课题研究背景和意义

在1970年以前，直流电机以其有效的调速性能在当时的调速系统中非常普遍。虽然交流调速系统早己问世，并且在一些领域也获得了实际应用，但是由于直流调速系统良好的启动性能、宽泛的调速区域、简单高效的控制方案等突出的优点使得交流调速系统始终无法超越直流调速系统。对于直流电机而言，改变电机的供电电压、励磁磁通或者电阻，就能够在很广的范围内实现高精度的调速，而且当磁场不变时，直流电机的特点就是转矩和电枢电流之间是正比关系，这样就可以通过控制电流来控制转矩。而交流电动机结构复杂，多个参量互相耦合，并且电磁转矩与定子电流不是正比关系，因此不能通过调节定子电流来控制电机的转矩，使得交流调速系统的控制变得复杂[1]。但是直流电动机也有自身结构上难以克服的缺点，比如结构复杂、制造费时、价格昂贵、对最高速度的限制和应用场合的限制等，这些缺点就导致直流电动机无法满足现代高效调速系统的发展要求。然而这些缺点对于高效的交流电动机来说就都不存在，这就是人们投入大量精力和时间去研究交流调速系统的原因。源-于Y优+尔-论.文:网www.youerw.com 原文+QQ7520^18766

交流调速系统的普遍应用，必然会引起科研人员对感应电机的研究。自1888年以来，感应电机是工业中应用最多的电动机[2]。感应电机的主要优点有：

1）无换向器和电刷。

2）体积小、重量轻。

3）坚固，维护简单。

4）价格便宜。

因此，感应电机是最重要的工业设备。在很长一段时间内，感应电机主要用于恒速驱动。随着电力电子器件的发展，感应电机开始通过改变电压幅值和频率实现高效率调速控制。同时，经典控制理论和人工智能控制理论的提出更加促进了感应电机调速的发展，由此产生了很多控制策略，感应电机的控制系统如图1。1所示，虚线表示传感器的反馈信号，该系统主要由控制器、传感器、逆变器、负载及感应电机组成。

在1970年，外国学者最先提出磁场定向矢量控制（Vector Control,VC），其基本思想是坐标变换。因为交流电动机系统的复杂性，直接建立感应电机的模型来分析十分不易，目前的研究策略是将感应电机通过坐标变换到两相坐标系（dq系），固定转子或定子磁场在d轴，就可以像直流电机那样分别控制交流电机的转子磁链和转矩，这就实现了感应电机的解耦控制[3]。这一控制方法的提出使感应电机的控制技术发生了突破性的进展。

图1。1 感应电机控制系统

1985年，德国教授提出直接转矩控制（Direct Torque Control）。直接转矩控制是通过电压矢量直接控制电动机的电磁转矩，而不是像矢量控制那样通过控制电流和磁链间接控制转矩。并且，直接转矩控制是直接分析交流电机的数学模型，不用等效成直流电机，这就大大避免了矢量控制中复杂的变换，减少了大量的计算[4]。