基于TMS320F240的直接转矩模糊控制系统研究
介绍基于数字信号处理器直接转矩模糊控制系统，提出一种采用模糊逻辑在线估算定子电阻的方法，可以提高系统的低速性能和响应。通过观测器对定子磁链和速度估计，采用TMS320F240构成直接转矩模糊控制系统，实验结果表明了该方案的可行性。直接转矩控制技术以新颖的控制思想，简洁明了的系统结构，优良的静、动态性能受到了很多学者的关注并得到迅速发展。其基本思想是在维持磁链幅值不变的情况下，通过调整定子磁链在空间的旋转速度以控制转矩，达到控制电机转速的目的。在直接转矩控制中，磁链偏差、转矩偏差和磁通位置直接用于选择逆变器的开关状态。这些量均用一定范围的值来表示，而这个范围本身就是一个模糊的语言变量，如果采用模糊控制的方法去求取开关状态，不仅符合控制规律，而且会比采用传统的数字控制方法更适合于实际情况[1]。另外，在直接转矩控制中，定子磁链的估算和定子电阻有关，定子电阻的偏差会引起定子磁链估算的各种不合理偏差，从而使控制器的控制性能变坏，采用模糊推理可以从定子电流的幅值求出相对应的定子电阻来。为此，本文提出一个带有模糊电阻观测器的模糊直接转矩控制系统
系统结构及控制原理
系统主要由模糊电阻观测器，转矩、磁链观测器，模糊控制器，逆变器组成[2]，结构如图1所示，其工作过程为：首先对定子直流电压E及定子电流iA，iB，iC进行采样；根据逆变器开关器件导通状态，得到uA，uB，uC然后，经过3/2变换将uA，uB，uC及iA，iB，iC变换成α、β 坐标系下的uα，uβ 及iα，,iβ，这两对电压和电流一路进入定子磁链模型，计算出ψα和ψβ，另一路进入电磁转矩模型和ψα，ψβ共同计算出电磁转矩Te 的大小，以进行电磁转矩的闭环控制。ψα，ψβ，经过直角——极坐标变换K/P，得到电机磁
链的模以及ψα 和ψβ 的夹角θ，磁链的模参与磁链大小的闭环控制，θ??作为磁链位置检测的输入信号，确定磁链的准确位置θ。另外电磁转矩Te 和电机磁链经速度观测器计算出电动机的转速，输出ω信号参与电机转速的闭环控制。最后，θ 与转矩调节器的输出D以及电磁调节器的输出DTψ 共同作用，决定逆变器的开关状态，即确定电压空间矢量及其作用时间的长短，形成脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)波形，送至由智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM )组成的逆变器，完成PWM[3]。
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