一、课题的理论意义和应用价值

直接转矩自提出以来，便受到了广泛的关注。与矢量控制相比，它摒弃了解耦控制的思想，用定子磁链代替转子磁链，直接对感应电动机的磁链和转矩进行控制，进而有了响应速度快，对电动机转子参数变化鲁棒强和实现简单等特点。但是，由于直接转矩控制采用滞环的方式比较磁链和转矩同参考值之间误差，并依据比较的结果，通过查找表选择逆变器生成的基本电压矢量，因此存在着转矩，磁链和电流脉动大，逆变器开关周期不恒定等缺点。

感应电机又称”异步电机”，是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。与直流无刷和永磁同步电机相比，由于没有永磁体，可以在高温下工作而不必考虑高温退磁的问题，且结构相对较简单，可以达到更高转速，寿命更长，更容易实现大功率。直接转矩控制(Direct Torque Control)是德国学者M.Dependbrock和日本I.Takohashi等人相继提出了六边形乃至接近圆形磁链轨迹的一种交流调速控制系统 ,它是继矢量控制之后 ,交流传动控制系统发展的又一个里程碑。其主要原理是根据磁通、转矩的状态 ,选择逆变器开关状态 ,优化电压空间矢量 ,把磁通和转矩控制在一定的容差范围内,从而达到对磁通和转矩的控制。该控制方法具有控制算法简单、转矩动态响应快、鲁棒性小等特点。

在逆变器的开关控制中结合空间矢量调制技术可以（Space Vector Modulation）可以有效地改进直流转矩控制的缺点。在基于空间电压矢量调制的直接转矩控制（SVM-DTC）中逆变器开关周期恒定，而且在一个控制周期内含有零电压矢量，从而可以有效的抑制转矩，磁链和电流的脉动。定子磁链幅值和转矩与各自参考值之间的误差通过PI控制器生成定子电压矢量，以便采用SVM方式控制逆变器开关。但是，由于感应电动机动态具有多变量耦合特性，磁链和转矩PI控制器的参数设定以及误差控制的收敛性都缺乏理论分析。

现今异步电机直接转矩控制以其思路新颖，性能优越受到人们的普遍重视。将这一技术推向伺服系统领域的主要障碍是如何保证系统具有良好的低速性能。目前报道的研究成果以高速弱磁控制居多，在低速领域内真正达到伺服要求的成果尚少，因此现阶段的研究主要集中于异步电机直接转矩控制的低速性能的改进。目前。将消除直接转矩控制缺陷的理论应用到异步电动机调速系统已成为交流电动机控制系统的国际前沿课题之一。相比之下，国内在这方面研究起步较晚，还处于实验室仿真研究阶段。本课题通过在Matlab/simulink建立基于滞环比较器和开关逻辑表的感应电机直接转矩控制仿真系统，对几种不同开关模式下的感应电机直接转矩控制系统进行仿真。并对结果进行分析比较。在此基础上，采用电机控制专用DSP，实现不同开关控制模式的感应电机直接转矩控制。

二、国内外研究现状、发展动态

直接转矩控制技术一诞生，就以自己新颖的控制思想，简洁明了的系统结构，优良的静态性能受到了普遍的注意和得到了迅速的发展。目前，该技术已经成功的应用到了铁路牵引大功率的交流传动上。美国，德国，日本等国家都投入了大量的人力，物力和资金，开发和发展此项新技术，预计在90年代后期至下世纪会有较大的发展。

最近出现了谐振式逆变器构成的直接转矩控制系统，摒弃了滞环，采用纯Band-Band控制，使得系统更容易实现。由于采用的是软开关式逆变器，其开关频率可以达到几十个千Hz，它着眼于超大功率传动问题。然而在该系统当中，用纯Band-Band控制虽然避免了对零矢量的选取，但是为了加快转矩响应要么采用正向电压矢量，要么采用反向电压矢量，极大的增加了器件的开关频率。

感应电动机直接转矩控制系统作为新一代的交流电机调速系统，在理论和应用实践方面都还有值得进一步的研究和探讨。

（1）整个系统的性能基本上是不受电机参数的影响，但是定子电阻在不同频率时的变化应值得考虑。目前的解决方法是，采用滑模变结构控制，但这势必导致系统的复杂化，从而又影响了系统的可靠性，更为严重的是磁链电流模型受电机参数尤其是转子参数的影响更大。因此，超低速时定子电阻的正确辨识或偏差补偿，无疑是DTC值得深入探讨的理论问题和实践课题。