利用Matlab/Simulink对传统MPTC进行了仿真,采样频率选择20kHz。仿真参数如表3-1所示。传统MPTC控制中权重系数 A 取不同值时的仿真结果如图3-7所示。根据一般权重设计方法, A = T N /| ψ SN |,计算可得 A =20.25,控制效果如图3-7所示,电流波形和磁链波形脉动较大,控制效果较差,但是随着权重系数的增加,控制效果会越来越好,当权重系数 A =150时,控制效果最好,值得注意的是当权重系数继续增加到450时控制效果反而会变差。这说明传统MPTC系统控制性能受权重系数影响较大,需要反复计算和实验来设计出最优权重系数,保证传统MPTC的控制效果。
表3-1 仿真和实验参数
为了进一步测试MPTC方法的控制性能,给出了动态特性仿真结果,如图3-8所示。传统MPTC权重系数选择最优权重 A =150,仿真开始时,电机空载由静止突加到转速2000r/min,由图3-8可知在加速阶段电磁转矩为最大限幅值12N·m,当转速达到给定值时,电磁转矩恢复到0N·m。仿真在0.08s时电机由空载突加额定负载,在0.13s时由额定负载突减至空载,由动态响应仿真波形可知,传统MPTC在最优权重系数下的动态控制效果较好。
图3-7 传统MPTC方法在不同权重系数下的仿真波形(电机转速500r/min和50%额定负载)
图3-8 传统MPTC方法权重系数为150在空载启动和负载转矩突变时的仿真结果