第五章異步電動機直接轉矩控制第五章異步電動機直接轉矩控制概述直接轉矩控制系統簡稱DTC(DirectTorqueControl)系統，是繼矢量控制系統之后發展起來的另一種高動態性能的交流電動機變壓變頻調速系統。在它的轉速環里面，利用轉矩反饋直接控制電機的電磁轉矩，因而得名。其特點是直接采用空間電壓矢量，在定子坐標系下計算并控制電機的轉矩和磁通；采用定子磁場定向，借助于離散的兩點式調節產生PWM（空間矢量SPWM）直接對逆變器的開關狀態進行最佳控制，以獲得轉矩的高動態性能。概述直接轉矩控制系統簡稱DTC(DirectT和矢量控制不同，直接轉矩控制摒棄了解耦的思想，取消了旋轉坐標變換，簡單的通過電機定子電壓和電流，借助瞬時空間矢量理論計算電機的磁鏈和轉矩，并根據與給定值比較所得差值，實現磁鏈和轉矩的直接控制。和矢量控制不同，直接轉矩控制摒棄了解耦的思想，取消了旋轉坐標直接轉矩控制的特點：控制思想簡單控制系統簡潔明了動、靜態性能優良直接轉矩控制的特點：控制思想簡單直接轉矩控制系統的特點系統組成按定子磁鏈控制的直接轉矩控制系統直接轉矩控制系統的特點系統組成按定子磁鏈控制的直接轉矩控制系

在實際控制過程中，將測得的電機三相電壓和電流送入計算器，計算出電機的定子磁鏈

和電磁轉矩，分別與給定值和相比較，然后選擇開關模式，確定PWM逆變器的輸出。在實際控制過程中，將測得的電機三相電壓和電流送入計算器，計

總的來說，直接轉矩控制就是通過對定子電壓空間矢量的控制達到以下兩個目的：（1）維持定子磁鏈幅值的恒定（2）控制定子磁鏈旋轉速度的大小總的來說，直接轉矩控制就是通過對定子電壓空間矢量的控制達

結構特點轉速雙閉環：ASR的輸出作為電磁轉矩的給定信號；設置轉矩控制內環，它可以抑制磁鏈變化對轉速子系統的影響，從而使轉速和磁鏈子系統實現了近似的解耦。轉矩和磁鏈的控制器：用滯環控制器取代通常的PI調節器。結構特點轉速雙閉環：ASR的輸出作為電磁轉矩的給定信號

控制特點

與VC系統一樣，它也是分別控制異步電動機的轉速和磁鏈，但在具體控制方法上，DTC系統與VC系統不同的特點是：1）轉矩和磁鏈的控制采用雙位式砰-砰控制器，并在PWM逆變器中直接用這兩個控制信號產生電壓的SVPWM波形，從而避開了將定子電流分解成轉矩和磁鏈分量，省去了旋轉變換和電流控制，簡化了控制器的結構。控制特點與VC系統一樣，它也是分別控制異步2）選擇定子磁鏈作為被控量而不象VC系統中那樣選擇轉子磁鏈，這樣一來，計算磁鏈的模型可以不受轉子參數變化的影響，提高了控制系統的魯棒性。如果從數學模型推導按定子磁鏈控制的規律，顯然要比按轉子磁鏈定向時復雜，但是，由于采用了砰-砰控制，這種復雜性對控制器并沒有影響。2）選擇定子磁鏈作為被控量而不象VC系統中那樣選擇轉子磁鏈3）由于采用了直接轉矩控制，在加減速或負載變化的動態過程中，可以獲得快速的轉矩響應，但必須注意限制過大的沖擊電流，以免損壞功率開關器件，因此實際的轉矩響應的快速性也是有限的。3）由于采用了直接轉矩控制，在加減速或負載變化的動

性能比較

從總體控制結構上看，直接轉矩控制(DTC)系統和矢量控制(VC)系統是一致的，都能獲得較高的靜、動態性能。性能比較從總體控制結構上看，直接轉矩控制(D直接轉矩控制系統的原理除轉矩和磁鏈砰-砰控制外，DTC系統的核心問題就是：轉矩和定子磁鏈反饋信號的計算模型；如何根據兩個砰-砰控制器的輸出信號來選擇電壓空間矢量和逆變器的開關狀態。直接轉矩控制系統的原理除轉矩和磁鏈砰-砰控制外，DTC系統的轉矩和定子磁鏈反饋信號的計算模型；在α、β坐標系中電壓的表達式為：由此可以得到定子磁鏈的觀測模型轉矩和定子磁鏈反饋信號的計算模型；在α、β坐標系中電壓的表達定子磁鏈觀測模型如下圖：uα1uAuBuciAiBiciα1iβ1uβ1Ψβ1Ψα1得到aβ上的磁鏈分量，則很容易得到定子磁鏈了。定子磁鏈觀測模型如下圖：uα1uAuBuciAiBiciα1電磁轉矩的表達式為：又因為：電磁轉矩的表達式為：又因為：根據電磁轉矩的表達式，可以得到觀測模型如下iα1iβ1Ψβ1Ψα1Te根據電磁轉矩的表達式，可以得到觀測模型如下iα1iβ1Ψβ1定子電壓電流磁鏈模型法優缺點

只需要確定電動機的定子電阻，定子電壓和電流也是易于檢測的物理量。優點：（1）積分器存在漂移問題（2）電機轉速很低時，由于定子電壓的減小，被積分的差值很小，產生積分誤差很大。（3）電機不轉時，定子電壓為零，算不出定子磁鏈值，此模型無法使用。缺點：定子電壓電流磁鏈模型法優缺點只需要確定電動機的定子電特點：＊模型結構簡單，只受一個電機參數（r1）的影響，易于實現。

＊在高速范圍內（n≥30%ne），能準確的估計定子磁鏈。缺點：＊定子電阻參數隨溫度的變化會影響觀測精度。特別是低速時，尤其是接近零速時，影響很大，不能正確觀測。

＊采用了純積分器，帶來了直流偏置和初始值問題。特點：＊模型結構簡單，只受一個電機參數（r1）如何根據兩個砰-砰控制器的輸出信號來選擇電壓空間矢量和逆變器的開關狀態。定子電壓矢量與定子磁鏈

對三相系統而言，空間矢量是這樣定義的：把三個變量看成是三個矢量的模，它們的位置分別處于三相繞組的軸線上，當變量為正時，矢量方向與各自軸線方向相同，反之，則取反方向，然后把三個矢量相加并取合成矢量的2/3倍，此矢量即為空間矢量。如何根據兩個砰-砰控制器的輸出信號來選擇電壓空間矢量和逆變器在變壓變頻調速電路中我們講述過逆變器主電路的6個開關器件共有8種開關模式，各種開關模式在α、β坐標系下有對應的電壓矢量。這六個電壓矢量幅值相同，而矢量角度不同。它們對應的表達式如下在變壓變頻調速電路中我們講述過逆變器主電路的6個開關器件共有第六章-直接轉矩控制課件定子磁鏈的矢量就是電壓矢量的積分定子磁鏈的矢量就是電壓矢量的積分每個扇區內的磁通軌跡由該扇區所對應的兩個電壓矢量來形成S1S2S3S4S5S6100101110010011001u1u2u3u4u5u6每個扇區內的磁通軌跡由該扇區所對應的兩個電壓矢量來形成S1S定子電壓矢量與轉矩實際運行中定子磁鏈的幅值恒定，電磁轉矩的大小由此時的轉差角速度ws唯一確定Ws的值越大電磁轉矩的變化率就越大而ws的大小由磁鏈的旋轉角速度唯一確定磁鏈的矢量角度增加，電磁轉矩增大磁鏈的矢量角度減小，電磁轉矩減小定子電壓矢量與轉矩實際運行中定子磁鏈的幅值恒定，電磁轉矩的大由此可見非零電壓矢量的切換不僅可以調節定子磁鏈幅值和轉速的大小，還同時影響到轉矩的大小和變化速度。定子電壓調節作用U0Ψ1的幅值自由衰落，Te下降U1Ψ1的幅值增大，Te迅速下降U2Ψ1的幅值減小，Te減小U3Ψ1的幅值影響不大，Te迅速下降U4Ψ1的幅值影響不大，Te迅速增大U5Ψ1的幅值增大，Te增大U6Ψ1的幅值減小，Te增大空間電壓矢量的調節作用表由此可見非零電壓矢量的切換不僅可以調節定子磁鏈幅值和轉速的大開關策略是根據所得到的磁鏈偏差和轉矩偏差，根據偏差來決定采用哪個最合適的非零電壓矢量，從而控制磁鏈和電磁轉矩在相應的范圍內。定子磁鏈當前狀態表ΔΨ1>-0.5ΔΨ111ΔΨ1在滯環內，呈下降趨勢01ΔΨ1在滯環內，呈上升趨勢10ΔΨ1<-0.5ΔΨ110定子磁鏈當前狀態Φ2Φ1開關策略是根據所得到的磁鏈偏差和轉矩偏差，根據偏差來決定采用電磁轉矩當前狀態表ΔT

>-0.5ΔT

11ΔT

在滯環內，呈下降趨勢01ΔT

在滯環內，呈上升趨勢10ΔT<-0.5ΔT10電磁轉矩當前狀態г

2г1電磁轉矩當前狀態表ΔT>-0.5ΔT11ΔT在結合當前定子磁鏈和電磁轉矩的狀態，再根據空間電壓矢量的調節作用，來決定對應區域的開關策略結合當前定子磁鏈和電磁轉矩的狀態，再根據空間電壓矢量的調節作根據定子磁鏈給定和反饋信號進行砰-砰控制，按控制程序選取電壓空間矢量的作用順序和持續時間。正六邊形的磁鏈軌跡控制如果只要求正六邊形的磁鏈軌跡，則逆變器的控制程序簡單，主電路開關頻率低，但定子磁鏈偏差較大。根據定子磁鏈給定和反饋信號進行砰-砰控制，按控制程序選取電壓圓形磁鏈軌跡控制：如果要逼近圓形磁鏈軌跡，則控制程序較復雜，主電路開關頻率高，定子磁鏈接近恒定。該系統也可用于弱磁升速，這時要設計好Ψ*s=f(*)函數發生程序，以確定不同轉速時的磁鏈給定值圓形磁鏈軌跡控制：如果要逼近圓形磁鏈軌跡，則控制程序較復雜，DTC系統存在的問題2）由于磁鏈計算采用了帶積分環節的電壓模型，積分初值、累積誤差和定子電阻的變化都會影響磁鏈計算的準確度。1）由于采用砰-砰控制，實際轉矩必然在上下限內脈動，而不是完全恒定的。DTC系統存在的問題2）由于磁鏈計算采用了帶積分環節的電壓

為了解決這些問題，許多學者做過不少的研究工作，使它們得到一定程度的改善，但并不能完全消除。這兩個問題的影響在低速時都比較顯著，因而使DTC系統的調速范圍受到限制。為了解決這些問題，許多學者做過不少的研究工作，使它們直接轉矩控制系統與矢量控制系統的比較DTC系統和VC系統都是已獲實際應用的高性能交流調速系統。兩者都采用轉矩（轉速）和磁鏈分別控制，這是符合異步電動機動態數學模型的需要的。但兩者在控制性能上卻各有千秋。直接轉矩控制系統與矢量控制系統的比較DTC系

矢量控制系統特點

VC系統強調Te

與Ψ2的解耦，有利于分別設計轉速與磁鏈調節器；實行連續控制，可獲得較寬的調速范圍；但按Ψ2定向受電動機轉子參數變化的影響，降低了系統的魯棒性。矢量控制系統特點VC系統強調Te與Ψ2的DTC系統特點DTC系統則實行Te

與Ψ1

砰-砰控制，避開了旋轉坐標變換，簡化了控制結構；控制定子磁鏈而不是轉子磁鏈，不受轉子參數變化的影響；但不可避免地產生轉矩脈動，低速性能較差，調速范圍受到限制。兩種系統的特點與性能的比較見下表。DTC系統特點DTC系統則實行Te與Ψ1直接轉矩控制和矢量控制特點與性能比較性能與特點直接轉矩控制系統矢量控制系統磁鏈控制定子磁鏈轉子磁鏈轉矩控制砰-砰控制，有轉矩脈動連續控制，比較平滑坐標變換靜止坐標變換，較簡單旋轉坐標變換，較復雜轉子參數變化影響無有調速范圍不夠寬比較寬直接轉矩控制和矢量控制特點與性能比較性能與特點直接轉矩控制系

從上表可以看出，如果在現有的DTC系統和VC系統之間取長補短，構成新的控制系統，應該能夠獲得更為優越的控制性能，這是一個很有意義的研究方向。有時為了提高調速范圍，在低速時改用電流模型計算磁鏈，則轉子參數變化對DTC系統也有影響。從上表可以看出，如果在現有的DTC系統和VC系統之間在額定轉速30%以下時，磁鏈只能根據轉速來正確計算，因此出現定子電流、轉速觀測模型第二節：定子磁鏈觀測模型的切換定子磁鏈的觀測是直接轉矩控制的核心，無論是幅值還是相位的不準確，都會使得控制性能變差我們前面介紹的是定子電流電壓的磁鏈觀測模型，但是有在低速時誤差大的缺點定子電流、轉速磁鏈模型表達式及結構圖如下在額定轉速30%以下時，磁鏈只能根據轉速來正確計算，因此出現其中：其中：其中：其中：+++++++++---+++++++++---優點：

＊不受定子電阻參數的影響缺點：

＊引入了更多的電機參數，受轉子電阻、漏電感、主電感L變化的影響

＊轉子角速度的測量誤差對結果影響較大，而電流轉速觀測模型要求有較高的速度檢測精度優點：＊不受定子電阻參數的影響u-n模型：定子電壓和轉速的定子磁鏈觀測模型前面介紹的兩種觀測模型各自有各自的優缺點，很自然就把兩種方式結合起來，充分利用他們的優點當轉速在30%額定轉速以上時采用U-I磁鏈觀測模型當轉速在30%額定轉速以下時采用I-n磁鏈觀測模型需要兩種模型的平滑切換裝置u-n模型：定子電壓和轉速的定子磁鏈觀測模型前面介紹的兩種觀U-n定子磁鏈觀測模型U-n定子磁鏈觀測模型優點：＊綜合了u-i模型和i-n模型的優點，適合全速范圍

＊通過電流PI調節器進行補償（)，以修正和電流，使觀測精度大大提高缺點：

＊結構復雜，實現比較困難磁鏈觀測改進方法：低通濾波補償法，電阻在線觀測優點：＊綜合了u-i模型和i-n模型的優點，適合全低速性能的改善影響定子電阻的因素較多，主要有電流、頻率、運行時間、環境溫度等，并且是非線性關系。*采用模糊電阻觀測器對定子電阻進行在線觀測*采用神經網絡電阻觀測器對定子電阻進行在線觀測*采用模糊神經網絡電阻觀測器對定子電阻進行在線觀測低速性能的改善影響定子電阻的因素較多，主要有電流、頻率、運行

應用智能控制理論實現的直接轉矩控制

①基于模糊邏輯的直接轉矩控制

●采用模糊邏輯代替傳統直接轉矩控制中的開關狀態選擇器（滯環比較器和優化開關表——電壓矢量表），實現開關狀態（電壓矢量）的選擇。

應用智能控制理論實現的直接轉矩控制

①基于模糊邏輯的直特點：使系統的響應速度更快，超調小，系統的低

速性能得到改善。特點：結構簡單，易于實現

提高了系統的響應速度和抗參數變化的能力

●速度調節器采用自適應模糊控制器

特點：使系統的響應速度更快，超調小，系統的低

●用神經網絡代替傳統的開關狀態選擇器②

基于神經網絡的直接轉矩控制●速度調節器采用自適應神經網絡控制器●用神經網絡代替傳統的開關狀態選擇器②基于神經網絡的直接轉*神經網絡結構簡單，具有并行計算能力，可以大大縮短計算時間，使進一步提高開關頻率成為可能。特點：

*具有容錯能力，提高了系統的魯棒性。*通常與定子電阻的辨識和定子磁通的辨識相結合，同時采用多個子神經網絡實現。*神經網絡結構簡單，具有并行計算能力，可以大大縮短計算時間，特點：保留了模糊控制的優點，兼具有自適應、自學習的能力③基于模糊神經網絡的直接轉矩控制●用模糊神經網絡控制器代替傳統的開關狀態選擇器●速度調節器采用自適應模糊神經網絡控制器特點：保留了模糊控制的優點，兼具有自適應、自③基于模糊謝謝謝謝知識回顧KnowledgeReview祝您成功！知識回顧KnowledgeReview祝您成功！第五章異步電動機直接轉矩控制第五章異步電動機直接轉矩控制概述直接轉矩控制系統簡稱DTC(DirectTorqueControl)系統，是繼矢量控制系統之后發展起來的另一種高動態性能的交流電動機變壓變頻調速系統。在它的轉速環里面，利用轉矩反饋直接控制電機的電磁轉矩，因而得名。其特點是直接采用空間電壓矢量，在定子坐標系下計算并控制電機的轉矩和磁通；采用定子磁場定向，借助于離散的兩點式調節產生PWM（空間矢量SPWM）直接對逆變器的開關狀態進行最佳控制，以獲得轉矩的高動態性能。概述直接轉矩控制系統簡稱DTC(DirectT和矢量控制不同，直接轉矩控制摒棄了解耦的思想，取消了旋轉坐標變換，簡單的通過電機定子電壓和電流，借助瞬時空間矢量理論計算電機的磁鏈和轉矩，并根據與給定值比較所得差值，實現磁鏈和轉矩的直接控制。和矢量控制不同，直接轉矩控制摒棄了解耦的思想，取消了旋轉坐標直接轉矩控制的特點：控制思想簡單控制系統簡潔明了動、靜態性能優良直接轉矩控制的特點：控制思想簡單直接轉矩控制系統的特點系統組成按定子磁鏈控制的直接轉矩控制系統直接轉矩控制系統的特點系統組成按定子磁鏈控制的直接轉矩控制系

在實際控制過程中，將測得的電機三相電壓和電流送入計算器，計算出電機的定子磁鏈

和電磁轉矩，分別與給定值和相比較，然后選擇開關模式，確定PWM逆變器的輸出。在實際控制過程中，將測得的電機三相電壓和電流送入計算器，計

總的來說，直接轉矩控制就是通過對定子電壓空間矢量的控制達到以下兩個目的：（1）維持定子磁鏈幅值的恒定（2）控制定子磁鏈旋轉速度的大小總的來說，直接轉矩控制就是通過對定子電壓空間矢量的控制達

結構特點轉速雙閉環：ASR的輸出作為電磁轉矩的給定信號；設置轉矩控制內環，它可以抑制磁鏈變化對轉速子系統的影響，從而使轉速和磁鏈子系統實現了近似的解耦。轉矩和磁鏈的控制器：用滯環控制器取代通常的PI調節器。結構特點轉速雙閉環：ASR的輸出作為電磁轉矩的給定信號

控制特點

與VC系統一樣，它也是分別控制異步電動機的轉速和磁鏈，但在具體控制方法上，DTC系統與VC系統不同的特點是：1）轉矩和磁鏈的控制采用雙位式砰-砰控制器，并在PWM逆變器中直接用這兩個控制信號產生電壓的SVPWM波形，從而避開了將定子電流分解成轉矩和磁鏈分量，省去了旋轉變換和電流控制，簡化了控制器的結構。控制特點與VC系統一樣，它也是分別控制異步2）選擇定子磁鏈作為被控量而不象VC系統中那樣選擇轉子磁鏈，這樣一來，計算磁鏈的模型可以不受轉子參數變化的影響，提高了控制系統的魯棒性。如果從數學模型推導按定子磁鏈控制的規律，顯然要比按轉子磁鏈定向時復雜，但是，由于采用了砰-砰控制，這種復雜性對控制器并沒有影響。2）選擇定子磁鏈作為被控量而不象VC系統中那樣選擇轉子磁鏈3）由于采用了直接轉矩控制，在加減速或負載變化的動態過程中，可以獲得快速的轉矩響應，但必須注意限制過大的沖擊電流，以免損壞功率開關器件，因此實際的轉矩響應的快速性也是有限的。3）由于采用了直接轉矩控制，在加減速或負載變化的動

性能比較

從總體控制結構上看，直接轉矩控制(DTC)系統和矢量控制(VC)系統是一致的，都能獲得較高的靜、動態性能。性能比較從總體控制結構上看，直接轉矩控制(D直接轉矩控制系統的原理除轉矩和磁鏈砰-砰控制外，DTC系統的核心問題就是：轉矩和定子磁鏈反饋信號的計算模型；如何根據兩個砰-砰控制器的輸出信號來選擇電壓空間矢量和逆變器的開關狀態。直接轉矩控制系統的原理除轉矩和磁鏈砰-砰控制外，DTC系統的轉矩和定子磁鏈反饋信號的計算模型；在α、β坐標系中電壓的表達式為：由此可以得到定子磁鏈的觀測模型轉矩和定子磁鏈反饋信號的計算模型；在α、β坐標系中電壓的表達定子磁鏈觀測模型如下圖：uα1uAuBuciAiBiciα1iβ1uβ1Ψβ1Ψα1得到aβ上的磁鏈分量，則很容易得到定子磁鏈了。定子磁鏈觀測模型如下圖：uα1uAuBuciAiBiciα1電磁轉矩的表達式為：又因為：電磁轉矩的表達式為：又因為：根據電磁轉矩的表達式，可以得到觀測模型如下iα1iβ1Ψβ1Ψα1Te根據電磁轉矩的表達式，可以得到觀測模型如下iα1iβ1Ψβ1定子電壓電流磁鏈模型法優缺點

只需要確定電動機的定子電阻，定子電壓和電流也是易于檢測的物理量。優點：（1）積分器存在漂移問題（2）電機轉速很低時，由于定子電壓的減小，被積分的差值很小，產生積分誤差很大。（3）電機不轉時，定子電壓為零，算不出定子磁鏈值，此模型無法使用。缺點：定子電壓電流磁鏈模型法優缺點只需要確定電動機的定子電特點：＊模型結構簡單，只受一個電機參數（r1）的影響，易于實現。

＊在高速范圍內（n≥30%ne），能準確的估計定子磁鏈。缺點：＊定子電阻參數隨溫度的變化會影響觀測精度。特別是低速時，尤其是接近零速時，影響很大，不能正確觀測。

＊采用了純積分器，帶來了直流偏置和初始值問題。特點：＊模型結構簡單，只受一個電機參數（r1）如何根據兩個砰-砰控制器的輸出信號來選擇電壓空間矢量和逆變器的開關狀態。定子電壓矢量與定子磁鏈

對三相系統而言，空間矢量是這樣定義的：把三個變量看成是三個矢量的模，它們的位置分別處于三相繞組的軸線上，當變量為正時，矢量方向與各自軸線方向相同，反之，則取反方向，然后把三個矢量相加并取合成矢量的2/3倍，此矢量即為空間矢量。如何根據兩個砰-砰控制器的輸出信號來選擇電壓空間矢量和逆變器在變壓變頻調速電路中我們講述過逆變器主電路的6個開關器件共有8種開關模式，各種開關模式在α、β坐標系下有對應的電壓矢量。這六個電壓矢量幅值相同，而矢量角度不同。它們對應的表達式如下在變壓變頻調速電路中我們講述過逆變器主電路的6個開關器件共有第六章-直接轉矩控制課件定子磁鏈的矢量就是電壓矢量的積分定子磁鏈的矢量就是電壓矢量的積分每個扇區內的磁通軌跡由該扇區所對應的兩個電壓矢量來形成S1S2S3S4S5S6100101110010011001u1u2u3u4u5u6每個扇區內的磁通軌跡由該扇區所對應的兩個電壓矢量來形成S1S定子電壓矢量與轉矩實際運行中定子磁鏈的幅值恒定，電磁轉矩的大小由此時的轉差角速度ws唯一確定Ws的值越大電磁轉矩的變化率就越大而ws的大小由磁鏈的旋轉角速度唯一確定磁鏈的矢量角度增加，電磁轉矩增大磁鏈的矢量角度減小，電磁轉矩減小定子電壓矢量與轉矩實際運行中定子磁鏈的幅值恒定，電磁轉矩的大由此可見非零電壓矢量的切換不僅可以調節定子磁鏈幅值和轉速的大小，還同時影響到轉矩的大小和變化速度。定子電壓調節作用U0Ψ1的幅值自由衰落，Te下降U1Ψ1的幅值增大，Te迅速下降U2Ψ1的幅值減小，Te減小U3Ψ1的幅值影響不大，Te迅速下降U4Ψ1的幅值影響不大，Te迅速增大U5Ψ1的幅值增大，Te增大U6Ψ1的幅值減小，Te增大空間電壓矢量的調節作用表由此可見非零電壓矢量的切換不僅可以調節定子磁鏈幅值和轉速的大開關策略是根據所得到的磁鏈偏差和轉矩偏差，根據偏差來決定采用哪個最合適的非零電壓矢量，從而控制磁鏈和電磁轉矩在相應的范圍內。定子磁鏈當前狀態表ΔΨ1>-0.5ΔΨ111ΔΨ1在滯環內，呈下降趨勢01ΔΨ1在滯環內，呈上升趨勢10ΔΨ1<-0.5ΔΨ110定子磁鏈當前狀態Φ2Φ1開關策略是根據所得到的磁鏈偏差和轉矩偏差，根據偏差來決定采用電磁轉矩當前狀態表ΔT

>-0.5ΔT

11ΔT

在滯環內，呈下降趨勢01ΔT

在滯環內，呈上升趨勢10ΔT<-0.5ΔT10電磁轉矩當前狀態г

2г1電磁轉矩當前狀態表ΔT>-0.5ΔT11ΔT在結合當前定子磁鏈和電磁轉矩的狀態，再根據空間電壓矢量的調節作用，來決定對應區域的開關策略結合當前定子磁鏈和電磁轉矩的狀態，再根據空間電壓矢量的調節作根據定子磁鏈給定和反饋信號進行砰-砰控制，按控制程序選取電壓空間矢量的作用順序和持續時間。正六邊形的磁鏈軌跡控制如果只要求正六邊形的磁鏈軌跡，則逆變器的控制程序簡單，主電路開關頻率低，但定子磁鏈偏差較大。根據定子磁鏈給定和反饋信號進行砰-砰控制，按控制程序選取電壓圓形磁鏈軌跡控制：如果要逼近圓形磁鏈軌跡，則控制程序較復雜，主電路開關頻率高，定子磁鏈接近恒定。該系統也可用于弱磁升速，這時要設計好Ψ*s=f(*)函數發生程序，以確定不同轉速時的磁鏈給定值圓形磁鏈軌跡控制：如果要逼近圓形磁鏈軌跡，則控制程序較復雜，DTC系統存在的問題2）由于磁鏈計算采用了帶積分環節的電壓模型，積分初值、累積誤差和定子電阻的變化都會影響磁鏈計算的準確度。1）由于采用砰-砰控制，實際轉矩必然在上下限內脈動，而不是完全恒定的。DTC系統存在的問題2）由于磁鏈計算采用了帶積分環節的電壓

為了解決這些問題，許多學者做過不少的研究工作，使它們得到一定程度的改善，但并不能完全消除。這兩個問題的影響在低速時都比較顯著，因而使DTC系統的調速范圍受到限制。為了解決這些問題，許多學者做過不少的研究工作，使它們直接轉矩控制系統與矢量控制系統的比較DTC系統和VC系統都是已獲實際應用的高性能交流調速系統。兩者都采用轉矩（轉速）和磁鏈分別控制，這是符合異步電動機動態數學模型的需要的。但兩者在控制性能上卻各有千秋。直接轉矩控制系統與矢量控制系統的比較DTC系

矢量控制系統特點

VC系統強調Te

與Ψ2的解耦，有利于分別設計轉速與磁鏈調節器；實行連續控制，可獲得較寬的調速范圍；但按Ψ2定向受電動機轉子參數變化的影響，降低了系統的魯棒性。矢量控制系統特點VC系統強調Te與Ψ2的DTC系統特點DTC系統則實行Te

與Ψ1

砰-砰控制，避開了旋轉坐標變換，簡化了控制結構；控制定子磁鏈而不是轉子磁鏈，不受轉子參數變化的影響；但不可避免地產生轉矩脈動，低速性能較差，調速范圍受到限制。兩種系統的特點與性能的比較見下表。DTC系統特點DTC系統則實行Te與Ψ1直接轉矩控制和矢量控制特點與性能比較性能與特點直接轉矩控制系統矢量控制系統磁鏈控制定子磁鏈轉子磁鏈轉矩控制砰-砰控制，有轉矩脈動連續控制，比較平滑坐標變換靜止坐標變換，較簡單旋轉坐標變換，較復雜轉子參數變化影響無有調速范圍不夠寬比較寬直接轉矩控制和矢量控制特點與性能比較性能與特點直接轉矩控制系

從上表可以看出，如果在現有的DTC系統和VC系統之間取長補短，構成新的控制系統，應該能夠獲得更為優越的控制性能，這是一個很有意義的研究方向。有時為了提高調速范圍，在低速時改用電流模型計算磁鏈，則轉子參數變化對DTC系統也有影響。從上表可以看出，如果在現有的DTC系統和VC系統之間在額定轉速30%以下時，磁鏈只能根據轉速來正確計算，因此出現定子電流、轉速觀測模型第二節：定子磁鏈觀測模型的切換定子磁鏈的觀測是直接轉矩控制的核心，無論是幅值還是相位的不準確，都會使得控制性能變差我們前面介紹的是定子電流電壓的磁鏈觀測模型，但是有在低速時誤差大的缺點定子電流、轉速磁鏈模型表達式及結構圖如下在額定轉速30%以下時，磁鏈只能根據轉速來正確計算，因此出現其中：其中：其中：其中：+++++++++---+++++++++---優點：

＊不受定子電阻參數的影響缺點：

＊引入了更多的電機參數，受轉子電阻、漏電感、主電感L變化的影響