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直接转矩控制技术直接将定子磁链和转矩作为控制变量,对电机参数依赖性小,结构简单,具有快速的动态响应,是一种高性能的控制策略。本文以电动汽车用永磁同步电机直接转矩控制系统为研究对象,结合零电压矢量和预测控制,重点对电压矢量选择策略进行了研究,对直接转矩控制在电动汽车上的应用具有一定的意义。 本文分析了采用开关表的永磁同步电机直接转矩控制系统,研究了零电压矢量的作用,施加零电压矢量同时减小定子磁链幅值和转矩,在此基础上给出了普通含零电压矢量开关表。由于零电压矢量具有两种不同的开关状态,提出了零电压矢量开关状态选择策略,基于此策略,给出了新型含零电压矢量开关表。结合非零电压矢量和零电压矢量各自的特点,给出了自适应变电压矢量开关表。仿真结果证明了给出的三种开关表的正确性。相比于普通含零电压矢量开关表和新型含零电压矢量开关表,使用自适应变电压矢量开关表系统具有更快的动态响应。相比于传统直接转矩控制开关表,系统使用给出的三种开关表降低了转矩误差,具有良好的静态性能。相比于传统直接转矩开关表,系统使用给出的三种开关表减小了开关次数,降低了平均开关频率,降低了开关损耗,其中相比于普通含零电压矢量开关表,系统使用新型含零电压矢量开关表的开关次数得到了进一步的降低。相比于传统直接转矩控制开关表,系统使用给出的三种开关表定子电流中谐波含量处于较低水平。 本文最后分析了电压矢量对定子磁链和转矩的作用,基于预测控制提出了电压矢量选择策略。仿真结果表明,相比于传统直接转矩控制开关表,基于预测控制的电压矢量选择策略降低了转矩误差和定子磁链误差,减小了评价函数值,控制效果优于传统直接转矩开关表。