DCT双离合器联合起步的离合器传递转矩控制的研究_孙伟
第50卷第4期
农业装备与车辆工程AGRICULTURAL EQUIPMENT&VEHICLE ENGINEERING
第50卷第4期Vol．50No．42012年4月Apr．2012
doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2012．04．003
DCT双离合器联合起步的离合器传递转矩控制的研究
孙伟，杨永利，马瑾
（100072北京，装甲兵工程学院机械系）
［摘要］建立了DCT双离合器联合起步的数学模型，基于发动机恒转速控制策略，以磨滑功为目标，制定了以一
挡和二挡起步的转矩控制策略。仿真结果验证，所提出的控制策略能很好地使两离合器分担磨滑功，延长离合
器使用寿命。
［关键词］联合起步；摩滑功；转矩
［中图分类号］U463．211［文献标志码］A［文章编号］1673-3142(2012)04-0011-03
Study on Torque Transfer Control Strategy of DCT Launching with Two Clutches
SUN Wei，YANG Yong－li，MA Jin
（Department of Mechanical Engineering，Academy of Armored Forces Engineering，Beijing100072，China）［Abstract］DCT launching model with two clutches working together was built．On the basis of fixed engine speed，considering the slipping friction work as target，the control strategy of torque transfer for1st gear launch and2nd gear launch was proposed．The simulation result shows that the strategy proposed could let two clutches share slipping friction work，and prolong the life－span of clutches．
［Keyword］launching with two clutches；slipping friction work；torque transfer
0前言
双离合器自动变速器（Dual Clutch Transmis-sion，DCT）通过控制两个离合器和换挡齿轮的作用时序，实现发动机动力的交替传输，精确而复杂的双离合器操控系统，兼顾纯机械变速器（MT）高传动效率（传动效率高达96％～98％）和自动变速器（AT）舒适性，达到机动性、动力性、舒适性和耗油的最佳组合。
1DCT双离合器联合起步
传统的起步方式是以一挡或二挡起步，起步过程中只有一个离合器磨滑，对DCT而言，容易造成两个离合器的磨滑程度不同，导致寿命不均。“双离合器联合起步”弥补了这一缺点。所谓双离合器联合起步，是指起步时一二挡同步器同时接合，且两个离合器同时参与磨滑，共同传递转矩，当某一离合器的主从动部分的转速差小于某一阈值时，其中的一个离合器开始分离，而另一离合器继续结合，直至其从动部分和主动部分同步。双离合器联合起步在一定程度上减小了两离合器磨滑不同，而且缩短了起步时间，提高了平顺性［1］。2双离合器起步建模［2］
双离合器起步的动力学模型如图1。T
e
、T
c1
、T
c2
分别为输入轴转矩、离合器C1和C2传递转矩，
ω
e
、ω
1
、ω
2
分别为发动机、离合器C1和C2从动部
分的角速度，T
ec1
、T
ec2
分别为离合器对输入轴的
的反作用力矩，T
c10
、T
c20
为输出轴对C1和C2的
反作用力矩，T
、ω
为输出值力矩和角速度，F
1
、
F
2
为离合器C1和C2表面法向压力，μ为离合器摩擦因数，R为离合器等效作用半径。
DCT双离合器联合起步可分为5个阶段（暂定起步后的挡位为一挡）。
1）空行程阶段。主要消除离合器主从摩擦片间的间隙，离合器主从摩擦片没有接合，无转矩传
收稿日期：2012－02－21
图1DCT双离合器联合起步的动力学模型Fig．1Dynomic model of DCT dual clutch launching 发
动
机
T ec1T c1ωc1T c1o
ωe T e
I c1
T ec2T c2ωc2T c2o
I c2
T oωo T r
I e
车
辆
农业装备与车辆工程2012年递，从动片转速为零，有
T c1＝T
c2
＝0，
w c1＝w
c2
＝0。（1）
2）克服阻力矩阶段。两个离合器的主从摩擦片接触，直到离合器接合量达到一定程度，地面与轮胎间的起步扭矩大于阻力矩时，汽车开始位移为止；
3）双离合器磨滑阶段。两离合器均传递部分扭矩，离合器主从摩擦片存在转速差，直到奇数挡离合器主从动部分转速差小于某一设定阈值。在此阶段有：
I e d w
e
d t
＝T
e
－T
ec1
－T
ec2
I c1d w
c1
d t
＝T
c1
－T
c1o
I c2d w
c2
d t
＝T
c2
－T
c2o
T o ＝i
1
T
c1o
＋i
2
T
c2o
1
1
1
1
1
1
1
1
1
11
1
1
1
1
1
1
1
1
1
11
1
。（2）
其中
T
ec1
＝T
c1
＝KF
1
T
ec2
＝T
c2
＝KF
2
K＝2
3
R
3
－R
1
3
R
2
－R
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
μ
。（3）由以上两式可得：
T
c1
＋
i
2
i
1
T
c2
－MgψR
i
i
1
＝（I
c1
＋
i
2
2
i
1
2
I
c2
＋δMR
2
i
2
i
1
2
ω觶
c1
＋
C
D
AR3
21．15i
3
i
1
3
ω2c1。（4）
其中i
0——
—主减速比；i
1
、i
2
——
—一二挡传动比；
η——
—传动效率；δ——
—旋转质量换算系数；M——
—
整车质量；R——
—车轮半径；T
c ——
—离合器被动部
分传递转矩；C
D ——
—空气阻力系数；A——
—汽车迎
风面积；ψ——
—道路阻力系数；I
e 、I
c1
、I
c2
——
—发动
机、输入轴1和2的转动惯量；R
0、R
1
——
—离合器
摩擦片的外径和内径；μ——
—离合器摩擦系数。
4）单离合器磨滑阶段。当奇数挡离合器主从动部分转速差小于某一设定阈值时，使偶数挡离合器快速分离，奇数挡离合器快速接合；
I e dω
e＝T
e
－T
c1
I c1dω
c1
d t
＝T
c1
－
T
o
i
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
。（5）
5）同步阶段，奇数挡离合器主从动片间的转
速差减小至零，离合器进入同步阶段。
3DCT起步评价标准
3．1冲击度
冲击度的定义是车辆纵向加速度的变化率，即：
j＝d
2
v
d t2
。（5）
3．2滑摩功
离合器的滑摩功是离合器主从动摩擦片间的
滑动摩擦力所做的功，即：
W＝
t
2
t
1
乙T c1（ωe－ωc1）d t＋t2t
1
乙T c2（ωe－ωc2）d t。（6）
4起步转矩控制仿真分析
离合器摩擦片的磨损量主要与磨滑功大小，
摩擦表面的温度和磨滑速度有关［3，4］。在双离合器
联合低转速起步时，因发动机转速较低，且一二挡
传动比差别较小，故两离合器的磨滑速度和摩擦
面温度相差不大，为使两离合器摩擦片寿命相差
不至于过大，应使两离合器产生的磨滑功的差值
保持在一定范围内。在此以起步过程中磨滑功为
控制对象，寻求起步的优化控制。
双离合器联合起步过程中两离合器磨滑功相
同，即W
c1
＝W
c2
，须满足：
t
2
t
1
乙T c2（ωe－ωc2）d t＝t2t
1
乙T c1（ωe－ωc1）d t。（7）
此处采用发动机恒转速控制离合器接合［5，6］，当
发动机达到恒转速n
e
时，有
dω
e＝0，根据式2，得：
T
e
＝T
c1
＋T
c2
（8）
结合式2、式3、式4和式8，可得
T
c1
＝
T
e
（ω
e
－ω
c2
）
2ω
e
－ω
c1
－ω
c2
。（9）
T
c2
＝
T
e
（ω
e
－ω
c1
）
2ω
e
－ω
c1
－ω
c2
。（10）
根据车速公式v＝
ω
c1
R
i
i
1
＝
ω
c2
R
i
i
2
及i
1
＞i
2
，可知
ω
c1
＞ω
c21
。故若在起步中T
c1
和T
c2
以式9和式10
所描述的规律进行变化，T
c1
将逐渐增加至发动机
转矩，T
c2
逐渐减小至零，此起步方式实质上是以
一挡起步。图2为此种方式以小油门开度起步的
12
第50卷第4期转速／（r a d ／s ）
180
1601401201008060402000．0
0．5
1．0
1．5
2．02．5
3．0
3．5
时间／s
转矩／N ·m
140
12010080604020
ωe ωc 1
ωc 2
T c 2
T c 1
滑磨功／J
800070006000
500040003000200010000
4
2
0冲击度／（m ／s 3）
W c 1
W c 2
孙伟等：DCT 双离合器联合起步的离合器传递转矩控制的研究
仿真结果，仿真中所用的参数为M ＝1500kg ；i 0＝2．72；I e ＝0．2kg ·m 2
；I c 1＝I c 2＝0．15kg ·m 2
；i 1＝3．917；i 2＝
2．429；R ＝0．2975m ；C d ＝0．328；A ＝2．02m 2
。由图可知
此种控制方式中，两离合器磨滑功始终相同，且冲击度小于10m ·s －3
，效果很理想。
以双离合器联合起步且起步挡位为二挡时，初始阶段控制策略与一挡相同，当离合器1转速达到发动机转速的80％时，二挡对应的离合器加快接合，另一离合器加快分离，仿真结果如图3所示。由图3知，在离合器结合的后半阶段，因为T c 1和T c2变化不遵循式9和式10，两离合器磨滑功相差一倍，可见起步挡位为二挡时，此种控制方式有待改进。
在此提出“转矩比例控制法”，在起步的初始阶段，设定T c 1／T c2＝k （k 为常数），当离合器1转速达到发动机转速的80％时，二挡对应的离合器加快
接合，另一离合器加快分离。常数k 的选取标准是使两离合器在起步过程中磨滑功相等，其值通过公
式获取较复杂，可以在油门固定的发动机恒转速控制条件下，通过实验获取。图4为k 取值为2．5时，获得的仿真结果，磨滑功和冲击度较为理想。
5总结
应用发动机恒转速控制，通过合理分配DCT 两离合器的转矩，既充分利用了起步过程中发动机的转矩，缩短了起步时间，又可有效控制起步的冲击度和磨滑功处在理想范围内，避免产生过大冲击以及确保离合器寿命相差太大。
参考文献
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李瑜婷，赵治国，章桐．DCT 变速器双离合器压力最优控制方法的仿真研究［J ］．中国机械工程，2010，21（12）：1497．［3］
徐石安，江发潮．汽车离合器［M ］．北京：清华大学出版社，
2005，51－60．［4］胡建军，李光辉，伍国强，秦大同．汽车起步过程离合器传递转矩精确计算分析［J ］．汽车工程，2008，30（12），1083－1086．［5］
胡丰宾，孙冬野，秦大同等．DCT 双挡联合起步模式建模与仿真［J ］．江苏大学学报：自然科学版，2010，31（1），19－25．［6］
雷雨龙，提高电控机械式自动变速器性能的研究［D ］．长春：吉林工业大学，1999．
相似文献（本刊中）
［1］司法金，赵福全，丁勇金等．图解法分析离合器起步工况［J ］．农业装备与车辆工程，2011，（6）．
［2］
傅华娟，宋敬滨，刘华欣．DCT 自动变速器试验台动力性换挡策略研究［J ］．农业装备与车辆工程，2011，（4）．
图3双离合器接合以二挡起步
Fig．3Dual clutch engaged and starts at 2st gear
图4改进后的以双离合器接合二挡起步
Fig．4Dual clutch engaged and starts at 2nd gear after
modified
作者简介孙伟（1969－），男，博士，副教授，研究方向为军用车辆论证、仿真与评估技术。
转速／（r a d ／s ）
180160140120
100
806040
20
00．00．51．01．52．02．53．03．54．0时间／s
转矩／N ·m
140120*********
200ωe
ωc 1
ωc 2T c 2
T c 1
滑磨功／J
1200010000
80006000400020000
4
2
冲击度／（m ／s 3）
W c 1
图2双离合器接合以一挡起步
Fig．2Dual clutch engaged and starts at 1st gear
转速／（r a d ／s ）
120
100
8060402000．0
0．5
1．0
1．5
2．0
时间／s
0．00．5
1．01．52．0
时间／s
转矩／N ·m
140120
100806040200
ωe
ωc 1
ωc 2
T c 2
T c 1
0．0
0．5
1．01．52．0
时间／s
0．0
0．5
1．01．52．0
时间／s
滑磨功／103J
6
42
06
4
2
冲击度／（m ／s 3）
W c 1、W c 2（重合）
0．00．5
1．01．5
2．02．53．0
3．5
4．0
时间／s
0．0
0．51．01．5
2．0
2．53．03．5
4．0
时间／s
0．00．51．0
1．5
2．02．53．03．54．0
时间／s
W c 2
0．0
0．5
1．0
1．5
2．02．53．03．5
时间／s
0．00．51．01．5
2．02．53．03．5
时间／s
0．0
0．51．01．5
2．02．53．03．5
时间／s
13
张力控制原理介绍
第二章 张力控制原理介绍 2．1 典型收卷张力控制示意图 2
2．2 张力控制方案介绍 对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。 1、开环转矩控制模式 开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。 根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。 MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。 2、与开环转矩模式有关的功能模块： 1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。 2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。 3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。摩 3
直接转矩控制基本原理和仿真研究报告
直接转矩控制的基本原理和仿真研究 摘要：直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后，在交流传动领域内发展迅速的一种高性能调速技 术，该控制方法以其思路新颖、结构简单及性能良好等优点引起了广泛关注和研究。与矢量控制技 术不同，直接转矩控制技术采用定子磁场定向，直接将磁通和电磁转矩作为控制量，对电磁转矩的 控制更加简捷快速，提高了系统的动态响应能力。由于直接转矩控制技术本身的固有优势，使直接 转矩控制的理论研究和技术开发越来越受到重视，进展的步伐也越来越快。本文将直接转矩控制技 术应用于异步电机中，从异步电机的数学模型出发，介绍了直接转矩控制技术的基本理论。在深入 剖析原理的基础上将直接转矩算法模块化，在Simulink环境下建立了异步电机直接转矩近似圆形 磁链控制系统仿真模型。仿真结果表明，直接转矩控制技术动态响应能力快，控制方法直接，但是 低速性能较差，低速状态下存在转矩脉动过大，定子电流畸变严重等缺点。 关键字：直接转矩控制，异步电机，simulink The Basic Principle and Simulation Study of Direct Torque Control Kong Fei,Ye Zhen,Shao Zhuyu
离合器参数设计
离合器参数设计 后备系数的选择 离合器的后备系数反映了离合器传递发动机最大扭矩的可靠度，它是离合器设计的一个重要参数。在选择β时，应考虑摩擦片磨损后仍能可靠地传递发动机最大扭矩、防止离合器滑磨时间过长、防止传动系数过载以及操纵轻便等因素。 表后备系数表 车型乘用车及总质量 小于6t的商用车最大总质量为 6~14t的商用车 挂车 后备系数～～~ 本设计是基于一款轻型货车，故选择后备系数~，取后备系数β=。 摩擦片外径及其他尺寸的确定 摩擦片外径是离合器的基本尺寸参数，它对离合器的结构尺寸、质量的大小和使用寿命的长短都有很大的影响。 摩擦片外径D（mm）也可根据发动机最大扭矩T emax 按如下经验公式进行初选： （3-1） 式中：K D 为直径系数，轻卡取17；最大总质量为～的商用车，单片离合器取～;T emax 是发 动机最大扭矩，原始设计数据为: 由公式（3-1）代入相关数据，取得：D=178mm 根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表“离合器摩擦片尺寸系列和参数”（即GB1457—74） 表离合器摩擦片尺寸系列和参数
外径/D mm 内径/d mm 厚度/h mm 内外径之比 /d D 单 位 面 积 2/F mm 160 110 10600 180 125 13200 200 140 16000 225 150 22100 250 155 30200 280 165 40200 300 175 46600 325 190 54600 350 195 4 67800 380 205 4 72900 取摩擦片外径D=250mm ，选定摩擦片的内径d=155mm,厚度b=。 单位压力的确定 离合器摩擦力矩T c 的计算 (3-2) 离合器压盘施加在摩擦面上的工作压力的计算 (3-3) 施加在摩擦面的工作压力为 (3-4) 式中：z 为摩擦面数，单片离合器的z=2,f 为摩擦面间的静摩擦系数，这里取。 单位压力：
滚动轴承摩擦力矩测量技术
滚动轴承摩擦力矩测量技术 （轴承研讨会资料） 洛阳轴研科技股份有限公司仪器开发部 2003年3月21日
目 录 一、轴承摩擦力矩测量的目的意义 二、轴承摩擦力矩的特性 三、轴承摩擦力矩的种类及其定义 四、轴承摩擦力矩的组成部分 五、轴承摩擦力矩的影响因素 六、轴承摩擦力矩的计算方法 七、轴承摩擦力矩的测量原理和测量方法 八、国内外轴承摩擦力矩测量仪简介 九、轴承摩擦力矩测量技术的发展趋势
一、轴承摩擦力矩测量的目的意义： 滚动轴承在旋转过程中，由于其外圈、内圈、保持架、钢球、密封圈五大件之间互相接触，故存在着摩擦阻力。 轴承摩擦阻力的性能一般按两种方法进行评定，一种是灵活性检查：采用徒手检查的方法，检查轴承在旋转时的阻滞现象，以定性的粗略判断其轴承摩擦阻力大小。另一种是以摩擦力矩来衡量，这也是一种科学的客观的测量方法。 轴承摩擦阻力影响轴承寿命，影响主机制导系统的可靠性和精确性的重要因素。尤其对于高科技使用的轴承，如：陀螺仪轴承、卫星消旋天线轴承、运载大箭轴承、飞行平台轴承等等，均需要更加严格的摩擦力矩测量。 总之目前世界各国对于精密轴承质量的重点要求，已经由尺寸精度、几何精度、成品的旋转精度等方面转向了轴承的动态性能方面-----摩擦力矩和振动的测量，这也是使用单位最关心的两个重要技术性能指标。 因此，轴承摩擦力矩测量技术的研究目的就是研究如何合理评定，准确测量轴承的摩擦性能，为改进轴承设计参数、改进加工工艺和分析轴承摩擦力矩的影响因素，提供一个可靠的手段。从而提高轴承质量，提高主机精度，满足使用单位对轴承摩擦性能的技术要求，这对尖端科学技术的发展和国防建设都有着重要意义。 二、轴承摩擦力矩的特性： 为了阐明摩擦力矩测量技术首先对轴承摩擦力矩的特性（图1）进行分析。 图1 轴承摩擦力矩特性曲线 M max---最大摩擦力矩 M mcp---平均摩擦力矩 1．摩擦力矩是轴承内外圈角变位的函数M = f (H)，从式中可以看出轴承在旋转过程中每个位置都具有一个摩擦力矩值，即被测量轴承摩擦力矩是个随机变量。可以在测量过程中提取最大力矩，平均力矩和力矩差值等性能指标，用于分析轴承摩
张力控制变频收卷的控制原理(汇编)
张力控制变频收卷的控制原理本文主要介绍了张力控制变频收卷的控制原理，此技术能够使得在纺织行业中收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 一. 前言 : 用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制，即加编码器反馈。对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 2.1 传统收卷装置的弊端 纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 2.2 张力控制变频收卷的工艺要求
（1）在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为：牛顿或公斤力。 （2）在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。 （3）在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 （4）要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。 2.3 张力控制变频收卷的优点 （1）张力设定在人机上设定，人性化的操作，单位为力的单位：牛顿。 （2）使用先进的控制算法：卷径的递归运算；空心卷径激活时张力的线性递加；张力锥度计算公式的应用；转矩补偿的动态调整等等。 （3）卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。 （4）因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。而进行了变频收卷的改造后，在上述各种情况下，收卷都很稳定，张力始终恒定。而且经过PLC的处理，在特定的动态过程，加入一些动态的调整措施，使得收卷的性能更好。 （5）在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本上不需对原有机械进行改造。改造周期小，基本上两三天就能安装调试完成。
直接转矩控制
太原科技大学 题目：直接转矩控制 专业：电气工程 班级：研1403 姓名：安顺林 学号：S2*******
直接转矩控制 摘要直接转矩控制系统具有宽调速范围、高稳速精度、快动态响应控制等优点，是交流调速领域中一种新颖的控制算法。直接转矩控制技术采用空间矢量分析的方法，直接在定子坐标系下计算并控制交流电动机的转矩和磁链，计算所得的转矩和磁链分别与给定值进行施密特调节产生脉冲信号，对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。本文从异步机数学模型出发，系统阐述了异步机直接转矩控制基本理论，详细分析了空间电压矢量与定子磁链、电动机转矩的关系。针对异步机的特点，分析讨论了空间矢量调制的直接转矩控制及实现方法，包括参考矢量的生成及空间电压矢量调制的方法。 关键字直接转矩控制，异步电动机 一直接转矩控制系统介绍 1.1 异步电动机调速系统的发展状况 在异步电动机调速系统中变频调速技术是目前应用最广泛的调速技术，也是最有希望取代直流调速的调速方式。就变频调速而言，其形式也有很多。传统的变频调速方式是采用v/f控制。这种方式控制结构简单，但由于它是基于电动机的稳态方程实现的，系统的动态响应指标较差，还无法完全取代直流调速系统。 1971年，德国学者EBlaschke提出了交流电动机的磁场定向矢量控制理论，标志着交流调速理论有了重大突破。所谓矢量控制，就是交流电动机模拟成直流电动机来控制，通过坐标变换来实现电动机定子电流的励磁分量和转矩分量的解藕，然后分别独立调节，从而获得高性能的转矩特性和转速响应特性。 矢量控制主要有两种方式:磁场定向矢量控制和转差频率矢量控制。无论采用哪种方式，转子磁链的准确检测是实现矢量控制的关键，直接关系到矢量控制系统性能的好坏。一般地，转子磁链检测可以采用直接法或间接法来实现。 直接法就是通过在电动机内部埋设感应线圈以检测电动机的磁链，这种方式会使简单的交流电动机结构复杂化，降低了系统的可靠性，磁链的检测精度也不能得到长期的保证。因此，间接法是实际应用中实现转子磁链检测的常用方法。
什么是张力控制
什么是张力控制？ 最佳答案 1.什么是张力控制：所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。反应到电机轴即能控制电机的输出转距。 2.真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制，要加张力传感器。而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。肯定会影响生产出产品的质量。 用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制，即加编码器反馈。对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间，加速，减速，停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 1．传统收卷装置的弊端 纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 2．张力控制变频收卷的工艺要求 * 在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为：牛顿或公斤力。 * 在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。 * 在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 * 要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。 3．张力控制变频收卷的优点 * 张力设定在人机上设定，人性化的操作,单位为力的单位:牛顿. * 使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加; 张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等. * 卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且
直接转矩控制仿真
为了能让大家在已经泛滥的知识上少走弯路，本人把自己在SVPWM上的认识与看到此贴的读者们一起分享，废话少说，切入正题：在看下面内容之前，您应该至少对SVPWM的原理有大致的了解，如果不了解也没关系，你只要按照我交给你的步骤来做，也可以轻而易举的跨过SVPWM这道坎，在仿真之前您必须安装MATLAB7.0或以上版本，必须确保simpowersysm工具箱已被安装，如果以上要求已经达到，那么就可以执行以下步骤了： 步骤1：打开matlab主界面，然后在command window界面中的“>>”旁边输入simulink，打开simulink开发环境后新建一个mdl文件，在simulink下拉菜单中的ports&subsystems中找到subsystem模块，用其建立一个如图1的总的模块，这个模块有两个输入口，一个输出口（实际上包含六路PWM信号），接来的东西都将在这个模块中添加，输入输出模块的名称可以在双击模块后自己更改，其中Vahar，Vbetar是需要输出的电压在两相静止坐标系下的两个分量，输出是控制逆变器六个IGBT的pwm脉冲信号。 也许有人会问，输入参数不是还包括直流电压和功率开关频率吗？别急，下面接着让您看到上述模块的内部情况 步骤2：根据图2，添加subsystem的内核模块，里面用到的模块有以下几种：in，out,mux,demux,repeatingsequence,rationaloperator,logical operator 和里面的主角S-Function builder模块。
可以看到输入有四个参数Vapha，Vbeta，Tz，Vdc，输出为六路PWM信号，这个仿真模块没考虑死区的问题； 取Tz为1/（1e+4）这就是说开个频率是10kHz,Vdc为500，这两个参数要根据实际情况自己设置，这里是我任意设的，repeating sequence的设置如图3所示，这样设的目的是想产生一个周期为Tz，峰值为Tz/2的等腰直角三角形调制波，接下来设置两个比较模块和取反模块，比较模块是大于等于关系，各模块的其他参数，我没说的就当默认设置，细心的读者会在图4中的第一幅图中看到仿真时间设为Ts，这是我设的系统仿真步长，这里就用默认值-1，此外比较模块和取反模块的信号属性signal atrributes均应设为Boolean格式。 图3
张力控制解释
张力控制变频收卷的控制原理 2007年7月23日 中国工业设备网 本文主要介绍了张力控制变频收卷的控制原理，此技术能够使得在纺织行业中收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 一. 前言 : 用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制，即加编码器反馈。对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 2.1 传统收卷装置的弊端 纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 2.2 张力控制变频收卷的工艺要求
（1）在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为：牛顿或公斤力。 （2）在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。 （3）在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 （4）要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。 2.3 张力控制变频收卷的优点 （1）张力设定在人机上设定，人性化的操作，单位为力的单位：牛顿。 （2）使用先进的控制算法：卷径的递归运算；空心卷径激活时张力的线性递加；张力锥度计算公式的应用；转矩补偿的动态调整等等。 （3）卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。 （4）因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。而进行了变频收卷的改造后，在上述各种情况下，收卷都很稳定，张力始终恒定。而且经过PLC的处理，在特定的动态过程，加入一些动态的调整措施，使得收卷的性能更好。 （5）在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本上不需对原有机械进行改造。改造周期小，基本上两三天就能安装调试完成。 （6）克服了机械收卷对机械磨损的弊端，延长机械的使用寿命。方便维护设备。
(完整版)离合器计算与设计
离合器设计与计算 本次设计主要是对离合盖器总成中的膜片弹簧、压盘，从动盘总成中的从动片等主要零部件进行详细的计算与设计，其他零部件采用进行简略设计。 设计时已知参数如下： （1）发动机起步转矩； （2）整车质量； （3）车轮滚动半径； （4）发动机起步转速； （5）变速器起步档变速比； （6）主传动比。 3.1离合器设计基本结构尺寸及参数 在初步确定离合器结构形式后，要通过离合器的基本结构尺寸和参数具体确定离合器。 离合器设计时所需的基本结构尺寸、参数主要有： （1）摩擦片外径D； （2）单位压力p； （3）后备系数β； 在选定以上参数时，以下车辆参数对其有重大影响： （1）发动机最大转矩； （2）整车总质量； （3）传动系总传动比（变速器传动比主减速器传动比）； （4）、车轮滚动半径； 3.2 离合器基本参数选取和主要尺寸设计计算 3.2.1 离合器转矩容量的确定 离合器的基本结构是摩擦传动机构，离合器依靠摩擦表面间的摩擦力矩来传递转矩。所以可根据摩擦定律表示出离合器转矩容量公式：
(3.1) 式中：为离合器转矩容量； f为摩擦面间的静摩擦因数，一般取0.25—0.30； F为作用在摩擦面上的总压紧力，单位N； 为摩擦片的平均摩擦半径，单位m； Z为摩擦面数，单片为2，双片为3。 摩擦片上工作压力F一般在设计离合器时假设摩擦片上压力均匀分布： (3.2)式中：为摩擦面上均匀压力，单位N； A为摩擦面积，单位； D为摩擦片外径，单位m； d为摩擦片内径，单位m。 式(3.1)中有效作用半径公式如下： (3.3) 式中：D为摩擦片外径，单位m； d为摩擦片内径，单位m。 将式(3.2)与式(3.3)代人式(3.1)得： (3.4)式中：为摩擦片内、外径之比，一般在0.53～0.70之间。 为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时应应大于发动机最大转矩，确定离合器转矩容量时应含有设计因子，即： (3.5) 式中：为发动机最大转矩，单位；
正版直接转矩控制系统仿真
目录 1直接转矩控制的基本原理及特点与规律 (1) 1.1直接转矩控制系统原理与特点 (1) 1.2直接转矩系统的控制规律和反馈系统 (3) 2系统建模与仿真 (5) 2.1模块模型实现 (5) 2.1.1电机模型 (6) 2.1.2磁通和转矩滞环控制器 (7) 2.1.3磁链选择器 (8) 2.1.4电压矢量选择 (9) 2.1.5其他模块 (10) 3感受和体会 (11) 附录 (12) 参考文献 (18)
直接转矩控制技术仿真分析 1直接转矩控制的基本原理及特点与规律 直接转矩控制系统简称DTC（Direct Torque Control）系统，是继矢量控制系统之后发展起来的另外一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。在它的转速环里面利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，因此而得名为直接转矩控制。 1.1直接转矩控制系统原理与特点 如图1-1为直接转矩控制的原理框图，和VC系统一样，它也是分别控制异步电动机的转速和磁链，转速调节器ASR的输出作为电磁转矩的给定信号* T，在* T后面设置转矩控制内环，它可以抑制磁链变化对于转矩的影响，从而使得转速和磁链系统实现解耦。因此，从整体控制结构上来看，直接转矩控制（DTC）系统和矢量控制系统（VC）系统是一致的都获得了较高质量的动态性能以及静态性能。 图1-1直接转矩控制系统图 的幅值从图中中可以看出，直接转矩控制系统，就是通过使定转子磁链 s 保持恒定，然后选择合理的零矢量的作用次序和作用时宽，以调节定子磁链矢量的运动速度，从而改变磁通角的大小，以实现对电机转矩的控制。在直接转矩控
制技术中，其基本控制方法就是通过电压空间矢量来控制定子磁链的旋转速度，控制定子磁链走走停停，以改变定子磁链的平均旋转速度的大小，从而改变磁通角的大小，以达到控制电动机转矩的目的。 直接转矩控制作为一种交流调速的控制技术具有以下特点： ①直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，直接控 制电机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机和直流电动机做比较等效简化，不 需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型，它 省掉了矢量旋转变换等复杂的变换与计算。因此，它所需要的信号处理工作特别 简单，所用的信号使观察者对于交流电动机的物理过程能够做出直接和明确的判 断。 ②直接转矩以定子磁场定向，只要知道定子参数就可以把它观测出来。而 矢量控制磁场定向所用的是转子磁链，观测转子磁链需要知道电动机的转子电阻 和电感。因此，直接转矩控制大大减少了矢量控制技术中控制性能易受参数变化 影响的问题。 ③直接转矩控制采用空间电压矢量和六边形磁链轨迹，直接控制转矩。 ④转矩和磁链都采用两点式调节，把误差限制在容许的范围内，控制直接 又简化。 ⑤控制信号的物理概念明确，转矩响应快，具有较高的静、动态性能。由于以上的优点所以直接转矩控制技术在现代控制理论中得到广泛的运用。
直接转矩控制原理
直接转矩控制原理 直接转矩控制原理比较简单，就是根据计算得出的反馈值（转速、电流）（没有实际值，因为在电机内部安装传感器并不实用，一般反馈量都是计算出来的）与给定值相比较，根据偏差（两种：磁链和转矩）大小，选择合适的电压矢量（开关状态）。电压矢量对定子磁链进行控制（幅值，相位），从而改变转矩。 传统直接转矩控制方法偏差分类： 磁链： 1，需要增大 2，需要减小 转矩： 1，需要增大 2，不变 3，需要减小 可见共有6中要求控制状态。在4个控制电压矢量和2个零电压矢量中选择合适的，即为滞环比较器的输出。仿真系统中这个功能由滞环比较单元与查表单元结合产生。 一、引言 电动机调速是各行各业中电动机应用系统的必需环节。直流电动机因其磁链与转矩电流各自独立，不存在耦合关系，能够获得很好的调速范围和调速精度，静、动态特性均比较好而获得广泛应用。 交流（异步）电动机结构简单却因其磁链与电流强耦合，而且是多变量非线性系统，调速难度大，长期以来在调速系统的应用受到限制。直到近三十年来，一系列新型的传动调速技术的出现才开始了交流传动的新篇章。 1．交流传动的发展简述 首先是变压变频调速系统（VVVF），后来出现了矢量控制（FOC）和直接 转矩控制（DTC）调速系统。由于VVVF系统只是维持电动机内的磁链恒定，
并没有解决磁链和电流强耦合的问题，其调速范围窄，调速性能也不佳。矢量控制是以转子磁场定向，采用矢量变换的方法，通过两次旋转坐标变换，实现异步电动机的转速和磁链控制的完全解耦。但实际上由于转子磁链很难准确观测，系统特性受电机参数的影响较大，且计算也比较复杂。 1985年，德国的M.Depenbrock和日本的I.Takahashi先后提出直接转矩控制理论。直接转矩控制在定子坐标系下，避开旋转坐标变换，直接控制转子磁链，采用转矩和磁链的bang-bang控制，不受转子参数随转速变化而变化的影响，简化了控制结构，动态响应快，对参数鲁棒性好，因而得到广泛的深入研究和应用。 2．矢量控制（FOC）和直接转矩控制（DTC）的简略对比 （1）控制原理：FOC是在转子磁通坐标系中，通过分别控制q轴和d轴定子电流分量，实现转速和磁链的解耦控制。其实质是通过坐标变换重建的电动机数学模型等效为直流电动机，从而象直流电动机那样进行快速的转矩和磁通控制。DTC是在定子坐标系下通过检测电动机定子电压和电流，采用空间矢量理论计算电动机的转矩和磁链，并根据与给定值比较所得差值，实现转矩和磁链的直接控制。 （2）控制性能：FOC的调速范围较宽（1：20～200），调速精度较高，低速特性连续，响应速度较快，但受参数变化影响较大，且计算复杂，控制相对繁琐。DTC的调速范围较窄（1：15～100），调速精度也较高，响应速度快，低速特性有脉动现象，但其不仅计算简便，而且控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理的物理概念明确，动静态性能均佳，有广阔的应用前景。 图1异步电动机的空间矢量等效电路 直接转矩控制的基本思想是在准确观测定子磁链的空间位置和大小并保持其幅值基本恒定以及准确计算负载转矩的条件下，通过控制电动机的瞬时输入电压来控制电机定子磁链的瞬时旋转速度，来改变它对转子的瞬时转差率，达到直接控制电机输出的目的。 二、数学模型 1．异步电动机转矩的数学模型
速度控制与张力控制
速度控制与张力控制 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
张力控制 1.什么是张力控制：所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。反应到电 机轴即能控制电机的输出转距。 2. 3. 2.真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力 的PID控制，要加张力传感器。而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。肯定会影响生产出产品的质量。 4. 5.用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制，即加编码器反馈。对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变 化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间，加速，减速，停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 6. 7.二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 8. 9.1．传统收卷装置的弊端 10.纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动，因为 机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 11. 12.2．张力控制变频收卷的工艺要求 13.* 在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为：牛顿或公斤力。 14.* 在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。 15.* 在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 16.* 要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。 17. 18.3．张力控制变频收卷的优点 19.* 张力设定在人机上设定，人性化的操作,单位为力的单位:牛顿. 20.* 使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加; 21.张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等. 22.* 卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且 23.在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。 24.* 因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、 25.减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。 26.而进行了变频收卷的改造后，在上述各种情况下，收卷都很稳定，张力始终恒 27.定。而且经过PLC的处理，在特定的动态过程，加入一些动态的调整措施， 28.使得收卷的性能更好。 29.* 在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本 30.上不需对原有机械进行改造。改造周期小，基本上两三天就能安装调试完成。 31.* 克服了机械收卷对机械磨损的弊端，延长机械的使用寿命。方便维护设备。 32.
异步电动机直接转矩控制系统仿真
现代电力传动及其自动化 —课程作业
异步电动机直接转矩控制系统仿真 1、直接转矩控制系统的基本思想 直接转矩控制系统简称 DTC ( Direct Torque Control) 系统，在它的转速环里面，利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，因而得名。直接转矩控制是标量控制。它借助于逆变器提供的电压空间矢量，直接对异步电动机的转矩和定子磁链进行二位控制，也称为砰-砰（bang-bang ）控制。 三相异步电动机电磁转矩表达式为: ))()((m e t t K T r s ΨΨ?= )(sin m t K r s θψψ= r s ψψ、分别为定子、转子磁链的模值，)(t θ为定子、转子磁链之间的夹角， 称为磁通角。 对式（）分析，电磁转矩决定于定子磁链和转子磁链的矢量积，即决定于两种幅值和其间的空间电角度。若r s ψψ、 是常数,改变转矩角可改变转矩。而且Ψr 的变化总是滞后于Ψs 的变化。但是在动态过程中，由于控制的响应时间比转子的时间常数小得多，在短暂的过程中，就可以认为Ψr 不变。可见只要通过控制保持Ψs 的幅值不变，就可以通过调节转矩角来改变和控制电磁转矩，这是直接转矩控制的基本原理。 图 直接转矩控制系统原理图 ω
在定子两相静止坐标系下，根据磁链给定值与异步电机的实际磁链观测值相比较得到磁链误差，进而确定磁链的调节方向，根据给定的电磁转矩值与异步电机的实际电磁转矩观测值相比较得到转矩误差，进而确定转矩的调节方向，然后根据定子磁链信号、转矩信号以及定子磁链所在位置确定选择合适的电压空间矢量，从而确定三相电压源逆变器的开关状态，使异步电机的电磁转矩快速跟踪外部给定的电磁转矩值。 由图得直接转矩控制系统仿真结构框图，如图所示。 图直接转矩控制系统仿真结构框图 2、单元模块说明 定子电压与定子电流的三二变换 三相/两相变换矩阵如式（），其仿真结构框图如图所示。
异步电动机的直接转矩控制系统
异步电动机直接转矩控制系统 1 直接转矩控制简介 直接转矩控制（Direct Torque Control—DTC），国外的原文有的也称为Direct self-control—DSC，直译为直接自控制，这种“直接自控制”的思想以转矩为中心来进行综合控制，不仅控制转矩，也用于磁链量的控制和磁链自控制。直接转矩控制与矢量控制的区别是，它不是通过控制电流、磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量控制，其实质是用空间矢量的分析方法，以定子磁场定向方式，对定子磁链和电磁转矩进行直接控制的。这种方法不需要复杂的坐标变换，而是直接在电机定子坐标上计算磁链的模和转矩的大小，并通过磁链和转矩的直接跟踪实现PWM脉宽调制和系统的高动态性能。直接转矩控制系统的主要特点有： （1）直接转矩控制是直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。 （2）直接转矩控制的磁场定向采用的是定子磁链轴，只要知道定子电阻就可以把它观测出来。 （3）直接转矩控制采用空间矢量的概念来分析三相交流电动机的数学模型和控制各物理量，使问题变得简单明了。 （4）直接转矩控制强调的是转矩的直接控制效果。 直接转矩控制技术用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算与控制电动机的转矩，采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节（Band-Band）产生PWM 波信号，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。它省去了复杂的矢量变换与电动机的数学模型简化处理，没有通常的PWM 信号发生器。它的控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理的物理概念明确。 为了让读者更好的理解直接转矩控制，在正式介绍三相异步电机的直接转矩控制系统前，先从直接转矩控制的基本物理概念讲起。 2 直接转矩控制的基本物理概念 2.1 直接转矩控制中磁通和转矩的测量 在几种用于控制感应电机的方法中，直接转矩控制（DTC）占有很重要的地位。DTC 将转矩和定子磁通分别控制在两个滞环内，这就意味着转矩和磁通各自被限制在最大值和最小值的范围内。
三相异步电动机直接转矩控制系统仿真报告
三相异步电动机直接转 矩控制系统仿真报告 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
三相异步电动机直接转矩控制系统仿真报告 摘要：利用直接转矩控制( DTC )理论，研究异步电动机直接转矩控制调速系统的基本组成 和工作原理，建立了异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型。利用MATLAB /Simulink软件对异步电动机直接转矩控制系统进行建模和仿真。结果表明: DTC系统具有动态响应速度快、精度高、易于实现的优点。仿真结果验证了该模型的正确性和该控制系统的有效性。 关键词：异步电机；直接转矩控制； MATLAB仿真 1 引言 自从20世纪70年代矢量控制技术发展以来，交流拖动技术就从理论上解决了交流调速系统在静动态性能上与直流调速系统相媲美的问题。所谓矢量控制，就是将交流电动机模拟成直流电动机来控制,通过坐标变换实现电机定子电流的励磁分量和转矩分量的解耦，然后分别独立控制，从而获得高性能的转矩和转速响应特性。 直接转矩控制(Direct Torque Control DTC)是在矢量控制基础之上发展起来的，是继矢量控制以后提出的又一种异步电动机控制方法。其思路是把异步电动机和逆变器看成是一个整体，采用电压矢量分析方法直接在静止坐标系下分析和计算电动机的转矩和磁链，通过磁链跟踪得出PWM逆变器的开关状态切换的依据从而直接控制电动机转矩"与矢量控制相比，直接转矩控制的主要优点是:在定子坐标系下对电动机进行控制，摒弃了矢量控制中的解藕思想，直接控制电动机的磁链和转矩，并用定子磁链的定向代替转子磁链的定向，避开了电动机中不易确定的参数(转子电阻)"由于定子磁链的估算只与相对比较容易测量的定子电阻有关，所以使得磁链的估算更容易、更精确，受电动机参数变化的影响也更小"此外，直接转矩控制通过直接输出转矩和磁链的偏差来确定电压矢量，与以往的调速方法相比，它具有控制直接!计算过程简化的优点"因此，直接转矩控制一问世便受到广泛关注，目前国内外围绕直接转矩控制的研究十分活跃。 2 三相异步电机的直接转矩控制系统组成 三相异步电动机直接转矩控制系统模块图标如图1所示，其仿真模型如图2所示，模型由7个主要模块组成：三相不控整流器
离合器参数设计
离合器参数设计 3、1后备系数的选择 离合器的后备系数反映了离合器传递发动机最大扭矩的可靠度,它就是离合器设计的一个重要参数。在选择β时,应考虑摩擦片磨损后仍能可靠地传递发动机最大扭矩、防止离合器滑磨时间过长、防止传动系数过载以及操纵轻便等因素。 表3、1 后备系数表 车型 乘用车及总质量小于6t 的商用车 最大总质量为6~14t 的商用车 挂车 后备系数 1、20～1、75 1、50～ 2、25 1、80~4、00 本设计就是基于一款轻型货车,故选择后备系数1、2~1、75,取后备系数β=1、5。 3、2摩擦片外径及其她尺寸的确定 摩擦片外径就是离合器的基本尺寸参数,它对离合器的结构尺寸、质量的大小与使用寿命的长短都有很大的影响。 摩擦片外径D(mm)也可根据发动机最大扭矩T emax (N 、m)按如下经验公式进行初选: (3-1) 式中:K D 为直径系数,轻卡取17;最大总质量为1、8～14、0t 的商用车,单片离合器取16、0～18、5;T emax 就是发动机最大扭矩,原始设计数据为110N 、m: 由公式(3-1)代入相关数据,取得:D=178mm 根据离合器摩擦片的标准化,系列化原则,根据下表3、2“离合器摩擦片尺寸系列与参数”(即GB1457—74) 表3、2离合器摩擦片尺寸系列与参数 外径/D mm 内径/d mm 厚度/h mm 内外径之比 /d D 单 位 面 积 2/F mm 160 110 3、2 0、687 10600
180 125 3、5 0、694 13200 200 140 3、5 0、700 16000 225 150 3、5 0、667 22100 250 155 3、5 0、620 30200 280 165 3、5 0、589 40200 300 175 3、5 0、583 46600 325 190 3、5 0、585 54600 350 195 4 0、557 67800 380 205 4 0、540 72900 取摩擦片外径D=250mm,选定摩擦片的内径d=155mm,厚度b=3、5mm。 单位压力的确定 离合器摩擦力矩T c的计算 (3-2) 离合器压盘施加在摩擦面上的工作压力的计算 (3-3) 施加在摩擦面的工作压力为 (3-4) 式中:z为摩擦面数,单片离合器的z=2,f为摩擦面间的静摩擦系数,这里取0、25。 单位压力: (3-5) 粉末冶金铁基材料单位压力要求小于0、35MPa,本离合器的单位压力比规定值小,故满足要求。