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关键词： 时变时滞   最优控制   差分进化算法   双目标优化   间歇发酵  

摘要： 1,3-丙二醇(简记1,3-PD)是化工生产中的一种不可或缺的原料,微生物间歇发酵生产1,3-PD具有浓度高、操作方式简单等优点,已受到国内外广泛研究。时滞现象普遍存在于生产过程中。目前,时滞最优控制系统被广泛应用于生物制药、化工生产、多智能体系统等领域。本课题以工业生产中微生物发酵生产1,3-PD过程为背景,对一类非线性时变时滞系统的最优控制理论与算法进行了研究。研究包括建立数学模型、提出基于最优控制理论的时变时滞最优控制算法,并进行分析和优化。通过数值模拟,验证了所提出的算法的可行性和有效性。本课题的研究成果不仅对微生物间歇发酵生产1,3-PD过程的优化和控制具有重要的意义,而且也为时变时滞最优控制系统的研究和应用提供了参考。主要内容如下:1、研究了间歇发酵甘油生产1,3-PD过程中的单目标时变时滞最优控制问题。鉴于该过程中存在时滞现象,提出了一个非线性时变时滞微分系统来刻画该过程。本文的目标是最大化终端时刻1,3-PD的产率,并基于此建立了一个时变时滞最优控制模型,来计算最优的初始生物量、初始甘油和发酵时长。为了将该最优控制模型转化为具有固定终端时刻的问题,提出了一种时域转换技术。通过应用罚函数法,将相应的问题转化为一个仅含有盒式约束的优化问题,并设计了一种改进的差分进化算法来求解。数值结果表明,该算法相比已有的结果有明显提高。2、研究了间歇发酵甘油生产1,3-PD过程中的双目标时变时滞最优控制问题。以最大化1,3-PD产率和最小化甘油消耗率为目标函数,提出了一个双目标时变时滞最优控制模型。双目标优化问题和单目标优化相比,最大的区别在于双目标优化问题是一个向量优化的问题。而向量之间仅仅存在偏序关系,难以直接比较向量之间的大小。本文应用时域转换技术和精确罚函数法,将双目标时变时滞最优控制问题转化为一系列双目标优化问题,并设计HDE-NSGA-Ⅱ智能算法求解该双目标优化问题。通过使用多个经典测试函数进行实验分析,得到的帕累托前沿显示了最优目标值的分布,表明了所得最优策略的有效性。

关键词： 流加生物歧化系统   多目标   最优控制   状态反馈   算法  

摘要： 甘油流加生物歧化过程反应条件温和,副产物少,具有环保意义。国内外学者对甘油流加生物歧化过程的最优控制、参数辨识等问题进行了大量研究,并取得了很多成果。 本文主要研究甘油流加生物歧化系统的状态反馈最优控制问题。针对甘油流加生物歧化过程,分别构建与其特点相适应的状态反馈最优控制模型,并设计了有效的求解方法对其进行求解。 本文的研究内容及所得结果主要分为两个部分: 1.针对甘油流加生物歧化过程,首先以终端时刻产物1,3-丙二醇浓度最大化为优化目标,给出了一种单目标最优控制模型。将甘油流加速率作为连续控制变量,构造甘油流加速率与反应器中生物量和甘油浓度之间的线性或非线性关系,给出了多种线性和非线性状态反馈控制器,从而建立了以终端时刻1,3-丙二醇浓度最大化为目标的状态反馈最优控制模型。此外,将甘油流加速率作为逻辑“或”控制变量,基于逻辑“或”控制约束,且以终端时刻1,3-丙二醇浓度最大化为优化目标建立新的单目标最优控制模型。通过构造线性和非线性状态反馈控制器,给出了单目标状态反馈最优控制模型。并将逻辑“或”控制约束转化为连续变量约束,最后设计了有效的求解方法分别进行求解,得到目标函数及各变量的最优解并绘制出变化曲线。与已有文献相比,本文方法获得了更高的1,3-丙二醇产率。 2.针对甘油流加生物歧化过程,以1,3-丙二醇浓度和1,3-丙二醇转化率最大化为优化目标,构建了多目标最优控制模型。首先将甘油流加速率作为连续控制变量,通过构造其与反应器中生物量和甘油浓度之间的线性或非线性关系,给出了多种线性和非线性状态反馈控制器,从而建立了多目标状态反馈最优控制模型。此外,将甘油流加速率作为逻辑“或”控制变量,基于逻辑“或”控制约束,且以终端时刻1,3-丙二醇浓度及1,3-丙二醇转化率最大化为优化目标建立多目标最优控制模型。通过构造线性和非线性状态反馈控制器,建立了多目标状态反馈最优控制模型。并将逻辑“或”控制约束转化为连续变量约束,最后设计了有效的求解方法分别进行求解,并对所得到的结果进行分析。

关键词： 永磁同步电机   直接转矩控制   抗扰动滑模调速策略  

摘要： 永磁同步电机因其结构简单、效率高和功率密度大等优点，在新能源汽车、医疗设备和航空航天等领域得到广泛应用。由于传统的控制方法难以满足永磁同步电机的高性能控制需求，因此需要对其控制策略进行深入研究。直接转矩控制因其无需坐标变换和响应速度快等优点，在高性能的电机控制领域得到广泛应用。然而，直接转矩控制因其采用滞环控制器对转矩和磁链进行直接控制，所以存在转矩脉动大的问题。为了进一步提升直接转矩控制的控制性能，融合模型预测控制和无差拍控制的控制策略成为研究热点。本文针对这两种控制策略展开研究，主要研究内容如下:　　为了解决传统模型预测转矩控制转矩脉动大、预测次数多和权重因子整定繁琐等问题，本文提出基于新型矢量选取方式的模型预测转矩控制。首先，本文利用离散空间矢量调制合成大量的虚拟矢量，同时将虚拟矢量构成的三角形区域以坐标的形式表示。然后，通过无差拍算法计算参考电压矢量，并由参考电压矢量的占空比经过代数计算确定其终点所在的三角形区域，所以只需要进行三次预测即可从三角形区域选出最优电压矢量。除此之外，为了避免传统价值函数中权重因子的繁琐整定工作，本文提出基于参考电压和候选电压占空比偏差的无权重因子价值函数，且无需在线预测磁链和转矩，进一步减少系统的计算负担。　　此外，为了解决传统无差拍直接转矩控制(DeadbeatDirectTorqueControl,DBDTC)中转矩脉动大、控制精度低等问题，本文提出基于抗扰动滑模控制器的DBDTC。首先，为了缩短趋近时间和抑制滑模固有抖振，本文提出新型自适应滑模趋近律，并将其设计为滑模控制器为系统提供准确的参考转矩。其次，为了降低参数摄动对控制性能的影响，本文设计扩展滑模扰动观测器对系统扰动进行实时补偿。然后，将扩展滑模扰动观测器与新型滑模控制器构造为抗扰动滑模控制器，并将该控制器引入到DBDTC中提升系统的控制精度和抗扰动能力。最后，仿真和实验结果表明所提控制策略能够提升系统的动态和稳态性能。

关键词： H-半变分不等式   热敏电阻   Clarke次微分   最优控制   混合边值问题  

摘要： 本文研究稳态的热敏电阻系统,该系统是由两个非线性椭圆型偏微分方程耦合而成,其中的能量守恒方程关于温度u具有多值混合边界条件,电荷守恒方程关于电势φ具有非齐次的狄利克雷边界条件.利用Schauder不动点定理、Lax-Milgram定理、H-半变分不等式理论证明了该系统弱解的存在性,并且结合椭圆估计方法证明了在某些约束条件下解的唯一性.在此基础上,利用偏微分最优控制理论,进一步研究其最优控制问题.全文共分为五章:第一章为绪论,介绍了热敏电阻问题和本文所涉及的研究方法的背景和应用,其中包括变分不等式问题及其最优控制问题的背景.同时还介绍了热敏电阻问题和变分不等式的研究现状,并给出了本文的研究内容和结构.第二章归纳了本文所需的基础知识和理论,其中包括Sobolev空间、非线性泛函分析、偏微分方程以及单调算子理论中的基本定义和重要结论.第三章考虑一类具有混合边界条件的稳态热敏电阻问题,其部分边界条件为Clarke次微分边界条件.利用分部积分公式推导出该问题的弱形式,再结合Schauder不动点定理证明该问题弱解的存在性.最后证明了其解在某些约束条件下是唯一的.第四章进一步研究稳态热敏电阻系统的最优控制问题.给定一个目标泛函,以热敏电阻系统作为状态方程,以热源项作为控制,结合偏微分方程的最优控制理论和单调算子理论,证明其最优控制问题存在解.第五章总结全文内容,并给出对该项研究工作未来的展望.

关键词： 永磁同步电机   矢量控制   模型参考自适应法   参数自整定   模糊自适应控制  

摘要： 永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）是一种结构简单、功率密度高、过载能力强的交流电机,它凭借其优越的性能表现成为各个行业中的热门选择,同时也促进了对其控制技术的研究与发展。然而,永磁同步电机在实际工作中容易受到环境温度变化、磁路饱和度变化等多种非线性因素的影响,使得电机主要电磁参数不断改变,给电机动态运行中数学模型的建立和分析增添了难度。同时,PI控制器被广泛应用于电机控制系统中,但固定PI控制器参数无法随电磁参数变化进行动态调节。因此,本文的研究重点在于对永磁同步电机的参数进行在线辨识,并以此为基础,设计一种随电机参数变化的模糊自适应PI控制器,能够适应永磁同步电机参数变化的情况,从而使控制系统具有更优的自适应性与鲁棒性。本文的主要研究内容如下:首先,为了提高永磁同步电机的控制性能,本文对永磁同步电机的结构与数学模型进行分析。然后,基于控制对象和系统的性能要求,选取了令直轴电流i=0的矢量控制策略,并对空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术进行深入的阐述。最后在Simulink中搭建PMSM电流-速度双闭环矢量控制系统仿真模型,以此来验证该控制方法的有效性。其次,本文对影响电机参数摄动的因素进行分析,设计了一种基于模型参考自适应（Model Reference Adaptive System,MRAS）的参数辨识方法。该方法利用波波夫超稳定性理论来设计自适应律,可以在线辨识永磁同步电机的关键电磁参数,同时提高了PMSM的控制精度。基于电机参数辨识结果,设计一种随电机参数变化的电流环-速度环自适应PI控制器,能够依据电机参数的变化实时调整电流环和速度环的控制器参数。同时,为了减小外部负载、惯量变化对系统控制性能的影响,在速度环自适应PI控制器的基础上引入模糊控制,由于模糊控制具有对系统参数变化不敏感,不需要准确系统模型的特点,故采用模糊逻辑推理系统对速度环自适应PI控制器参数进行在线辅助调节,从而使系统具有更优的自适应性与鲁棒性。最后在Simulink中对所设计的模糊自适应PI控制器、自适应PI控制器进行仿真验证,以测试其控制性能。仿真结果表明,相较于传统双闭环PI控制,自适应PI控制能够实现自适应调节控制器参数,以适应电机内部参数的变化,使得系统控制器保持准最优的PI参数。此外,在外部负载、惯量发生变化时,模糊控制的加入进一步有效抑制此变化对系统的不利影响,从而提高系统的抗干扰性和稳定性。

关键词： 反射倒向随机微分方程   混合递归零和微分博弈问题   扩散型控制   混合递归最优控制问题   最优控制的充分条件   泊松停止约束   惩罚倒向随机微分方程   最优停止问题值函数的倒向随机微分方程表示  

摘要： 随机微分递归效用是对经典可加效用的一个推广,其不仅依赖于消费、投资等控制过程,而且依赖于将来的效用.1992年,Duffie和Epstein[27]首次提出并研究了此类效用函数.在此之后,递归效用被广泛应用到经济、金融等领域.随后,El Karoui,Peng和Quenez[38]从倒向随机微分方程的角度对其进行重新阐述,并将其作为最优控制问题的代价泛函应用到随机控制中.由此,随机递归最优控制问题逐渐成为一个新的研究热点.反射倒向随机微分方程,也叫带障碍约束的倒向随机微分方程,是在倒向随机微分方程的基础上,通过引入一个连续增过程使得方程的解的第一个分量始终保持在给定障碍过程的上方.其也可通过一列特殊的倒向随机微分方程,即惩罚倒向随机微分方程渐进给出.当信息流包含跳过程的信息或障碍过程带跳时,反射倒向随机微分方程的解的第一个分量或其增过程不再是连续过程,而是对应地转变成带跳的过程.障碍约束条件使得反射倒向随机微分方程与最优停止问题有很好的对应关系,并可用反射倒向随机微分方程的解来刻画最优停时和解决既含有控制策略又带有停止时间的混合最优控制问题,这使得反射倒向随机微分方程得到了人们的持续关注和深入研究.本篇论文在前人研究的基础上,结合零和微分博弈、扩散型控制和泊松停止约束,就几类与反射倒向随机微分方程和递归效用相关的最优化问题做进一步的研究,分别给出对应模型下鞍点策略的充分条件、最优控制的充分条件和最优停止问题值函数的倒向随机微分方程表示.论文的具体结构如下:第一章,介绍了本论文的研究背景和主要学术贡献.第二章,研究了一类带有双边障碍约束的随机递归零和微分对策问题,其递归效用函数由一个双边反射倒向随机微分方程的解给出.该倒向随机微分方程通过终端条件、生成元和双边障碍过程与一个正向随机微分方程相耦合.基于一定的假设,本章给出了该微分博弈问题鞍点策略的一个充分条件.随后,基于双边反射倒向随机微分方程和Dynkin博弈问题的对应关系,我们利用上述结果得到了一类随机混合递归微分博弈问题鞍点混合策略的一个充分条件,并在一定的假设条件下显式的给出了线性混合递归微分博弈问题的鞍点策略和鞍点条件下对应的停时.相较于已有的随机混合递归微分博弈问题,我们研究的系统是随机系数的且其扩散项系数可以显式地含有控制策略变量.而且在本章所研究的停止机制中,提前终止系统而触发的终端代价过程和状态过程有关,进而该代价过程也会受到控制策略的影响.该结果可用于解决一类带有赎回和回售条款的可转换债券的定价问题.最后.我们引入一个数值模拟例子.由双边反射倒向随机微分方程和非线性偏微分方程的双边障碍问题之间的对应关系,我们可以借助有限差分方法来处理该例子,进而验证本章的理论结果.第三章,研究了一类带有障碍约束和扩散型控制的随机递归最优控制问题,其代价泛函由一个带有常规正则控制和扩散型控制的反射倒向随机微分方程给出.扩散型控制是一个局部有界变差的右连续且存在左极限的过程,由Lebesgue分解可知,其可被分解为一个奇异部分和一个纯跳部分.前者可被看做是一个奇异控制,而后者对应一个脉冲控制.扩散型控制的纯跳部分可能会给反射倒向随机微分方程带来一些跳.同时,考虑到右连续且存在左极限的障碍过程以及障碍约束条件,我们不再要求反射倒向随机微分方程中的增过程是连续的,而是将其设定为右连续且存在左极限的以使其能用来抵消扩散型控制项带来的部分负向跳跃,进而得到带有扩散型控制的反射倒向随机微分方程的解的存在唯一性.接着,我们建立带障碍约束的随机递归最优扩散型控制问题,并给出其最优常规正则控制和扩散型控制的一个充分条件.随后,我们验证了带有扩散型控制的混合递归最优控制问题和带有障碍约束的递归最优扩散型控制问题之间的对应关系,得到了该混合最优控制问题最优混合控制的一个充分条件.最后,我们引入一类带有扩散型控制的线性混合递归最优控制问题来验证本章的理论结果,并给出最优停时、最优常规正则控制、最优脉冲发生时刻和最优扩散型控制的显式形式.该结果可用于解决一类含有连续和瞬时消费过程的效用最大化问题.第四章,专注于带有泊松停止约束的随机递归最优停止问题,其中的泊松停止约束是指仅允许参与者在那些泊松随机干预时间上选择是否提前终止系统.首先,我们给出该带约束的递归最优停止问题和相关的带跳的惩罚倒向随机微分方程.我们仅考虑一列特殊的外生停止时间序列,即泊松到达时,因为其具有良好的概率性质而且与惩罚方程中惩罚项的乘子十分契合.泊松停止约束使得递归效用满足的方程中带有跳.并且该方程不再仅由布朗运动驱动,而是由布朗运动和泊松过程共同驱动的.事实上.此时的递归效用函数是由一个定义在随机时间区间上的倒向随机微分方程描述的,该方程带有一个由泊松过程诱导出的随机跳测度.而且,此时泊松随机过程的干扰可能会渗透进动态系统的系数中.

关键词： 多电平逆变器   FFT变换   GWO-ELM算法   故障诊断  

摘要： 随着电力电子技术和半导体技术的不断发展,多电平逆变器逐渐成为某些高压、大功率应用场合的主流选择,但由于其功率管数量多、拓扑结构复杂,导致出现故障的概率也随之增加,大大降低了系统的可靠性。本文针对新型单相十三电平逆变器功率开关管开路问题,通过分析系统故障发生时的电压波形信号,提取其谐波特征信息,研究系统的安全性和可靠性。论文首先对IGBT功率管故障诊断的国内外研究现状进行了详细调研与综述,然后通过分析单相十三电平逆变器的拓扑结构及工作原理,以及该拓扑在各种导通状态下的悬浮电容电压、悬浮电容电流以及负载电压大小,绘制了在不同开关状态时负载电压和电流的开关状态表。通过仿真给出了各个开关管发生开路故障时,输出的故障电压波形图,为后续对故障波形进行FFT分析,以及寻找开路故障诊断的特征量提供了波形数据基础。其次采用FFT变换对仿真时得到的故障信号进行谐波分析,结果表明,输出电压的二次谐波、三次谐波、四次谐波和第二百次谐波的幅值在不同故障模式下均呈现出较大差异,可作为故障定位的输入特征量。最后,本文针对单相十三电平逆变器的故障诊断问题,使用ELM算法进行故障诊断,由于ELM初始化权值和阈值是随机产生的,所以精度不高,可能不是最优情况,采用GWO算法来优化ELM内部权值和阈值,找到最优的位置之后,重新赋予到ELM模型中进行训练和分类。诊断结果表明,GWO-ELM算法训练集的准确率从91.125%升高到99.625%,测试集的准确率从91%升高到97%,表明使用GWO-ELM算法能够对单相十三电平逆变器的开路故障进行精准定位。最后通过与其他传统算法对比,进一步验证了GWO-ELM算法的诊断优越性。该论文有图71幅,表5个,参考文献60篇。

关键词： DTC   缺相故障   转矩脉动   磁链脉动   电流谐波  

摘要： 双三相永磁同步电机(PMSM)与三相电机相比,具有容错性能强,可靠性高等优点,在新能源汽车,航空航天等行业都得到广泛应用。直接转矩控制(DTC)作为电机控制主流的算法之一,具有转矩响应快,结构简单等优点。当双三相PMSM的DTC系统发生开路故障后存在转矩和磁链脉动大、电流谐波大和电压利用率低等问题。本文以双三相PMSM为研究对象,对容错型DTC进行了研究。 首先,本文针对双三相PMSM的DTC系统中逆变器一相上桥臂发生开路故障时转矩和磁链脉动大的问题,建立故障后电机的数学模型。对故障后的Clark矩阵进行修正,根据空间矢量解耦的Clark矩阵得到关于故障后的空间电压矢量分布。分析了单相单桥臂开路后电压利用率的大小,加入合成矢量的思想,设计出单相单桥臂开路后DTC的开关表。基于Simulink搭建仿真模型,仿真结果验证了算法改进后对转矩和磁链脉动的抑制的有效性。 其次,针对双三相PMSM的DTC系统在缺相运行时存在的较大的电流谐波的问题,进行了改进和优化。在电机发生一相开路故障后,推导出电机缺相后的电机数学模型。根据矢量空间解耦的思想推导出缺相后电压矢量的方程,根据方程推导出缺相后的电压矢量分布并分析了电压利用率的大小。在利用原始矢量制作出电机故障前后共用一个开关表的基础上,加入虚拟矢量合成后减少电流谐波的想法,以此来减小电机在DTC系统中缺相运行时存在的转矩脉动和电流谐波。利用合成矢量制作出电机在故障前后共用的一个开关表。基于Simulink搭建仿真模型,对算法改进前后转矩、相电流、谐波含量和幅值进行对比,仿真结果验证了算法改进后对电流谐波和转矩脉动抑制的有效性。 最后,针对双三相PMSM在DTC系统中分别发生正交两相开路和非正交两相开路故障后,存在较大的磁链和转矩脉动这一问题进行研究和对比。对正交两相开路下和非正交两相的电机数学模型进行推导,对故障后的电流幅值进行推导和优化。基于空间矢量解耦的原则分别推导出两种开路故障后的电压矢量的分布,利用虚拟矢量合成和占空比的思想,得到分布均匀且幅值相同的合成电压矢量。分析了算法改进前后的电压利用率,利用合成后的电压矢量去制作新的开关表。基于Simulink搭建仿真模型,仿真结果验证了该算法在不同两相开路下对转矩和磁链脉动的抑制的有效性。

关键词： 手足口病   温度   相对湿度   开学放假   最优控制  

摘要： 手足口病在中国每年有超百万人感染,部分地区呈现多波暴发现象,其机制尚不明确。我们研究了气候、环境因素(（i）温度,（ii）相对湿度)以及人类行为因素(（iii）开学放假)对手足口病多波暴发的影响。根据手足口病传播特点结合上海市流行情况,我们建立了手足口病动力学模型。然后,建立一个分布滞后非线性模型（Distributed lag nonlinear model,DLNM）,得到温度、相对湿度与传播率β（t）的关系,然后代入动力学模型中的传播率。随后,用手足口病报告病例数据拟合动力学模型,验证模型有效性和比较分析三种因素的重要性。最后,利用庞特里亚金极大值原理和数值方法讨论了手足口病模型的最优控制问题。我们获得以下结果:首先,手足口病感染的相对风险（RR）随温度升高而升高;随着相对湿度的增加,感染风险RR先增大后减小。传播率β（t）由指数形式的温度、二次函数形式的相对湿度和分段函数形式学校函数组成。其次,时平均基本再生数[R0]分别为1.9362及1.5478,表明手足口病仍会在上海持续流行。第三,温度、相对湿度和开学放假三个因素都对上海手足口病多波暴发有解释作用,但温度的解释能力最强,其次是开学放假、相对湿度。最后,我们手足口病模型的最优控制问题的解存在且唯一,数值模拟显示在理想条件下,手足口病的暴发将得到有效缓解。我们得出以下三点关于手足口病的预防和控制的结论。1)根据气温、相对湿度和开学时间,预警手足口病暴发高峰,有针对性地采取防控措施。2)当室内高温超过31.5 ℃时,降低室内高温,当室内相对湿度低于77.5%时,通过开窗通风,增加室内植物,使用空调和加湿器,降低手足口病的发病率和感染人数。3)寒假期间手足口病传播风险高于暑假。寒假前要加强手足口病预防知识宣传,在儿童医院、学校教室等儿童聚集场所加强寒假消毒控制措施,减少寒假人员流动频率。

关键词： 直接转矩控制   低载波比   固定开关频率   异步电机   定子磁链轨迹跟踪   直接自控制   快速动态响应  

摘要： 作为工业领域耗能最大的设备,电机的效率提升有利于缓解能源压力。在大功率异步电机驱动场合中,为了减小开关损耗,逆变器最高开关频率通常限制在几百赫兹。直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)具有快速动态响应性能,在低开关频率场合具有优势,但谐波畸变和转矩脉动会随着载波比降低逐渐恶化。为了提升低载波比工况下的控制性能,本文针对异步电机直接转矩控制研究了对称多边形定子磁链轨迹实现、恒定开关频率控制、固定载波比实现、电压脉冲优化等若干改进策略,仿真和实验验证了所提控制策略的可行性。本文的具体研究内容可归结为以下几个方面: 1、对DTC的结构原理和本质特点进行了分析,推导了转矩变化率的影响因素,指出DTC对转矩的快速响应特性是建立在转差概念上的。阐述了定子磁链矢量处于不同空间位置时,基本电压矢量对转矩和定子磁链幅值变化的影响。研究了查表法和磁链分量滞环控制法实现六边形磁链轨迹的过程,指出相较于近似圆形磁链,六边形磁链在磁链控制上使用较少的开关次数,更适用于低开关频率场合。 2、低载波比工况下,传统DTC中定子磁链轨迹的不对称性会增大低次谐波含量,同时,滞环控制结构使得开关频率不易控制。针对上述问题,本文以十八边形和三十边形磁链为例研究了DTC中对称多边形定子磁链轨迹的实现方式,包括查表法、磁链分量滞环控制法和磁链轨迹采样法,并提出一种基于转矩滞环宽度动态调整的开关频率控制策略,由一个基波周期内开关次数与载波比的大小关系调整转矩滞环宽度以实现恒定开关频率,避免了繁琐的参数调试过程。仿真和实验结果表明:所提控制策略可实现对称定子磁链轨迹和恒定开关频率,同时实现不同载波比模式间的快速切换。 3、由于转矩滞环控制不能保证对称多边形定子磁链轨迹上零矢量分布的对称性,使其电压脉冲对称性较差。为了提升电压脉冲对称性,同时保持高采样频率和控制带宽,本文从DTC本身特性出发分析了载波比、磁链边数以及零矢量数目间的数量关系,在对称多边形磁链DTC的基础上实现了固定载波比和对称电压脉冲。为了充分利用最大允许开关频率,分析了奇数、偶数和分数载波比的实现方案。仿真和实验结果表明:所提控制策略可实现固定载波比,同时提升电压脉冲对称性和谐波性能。 4、在电压脉冲保持同步对称的同时,电压脉冲分布也会对谐波性能产生影响,为了从优化电压脉冲分布的角度抑制谐波,本文结合DTC与优化脉冲调制的优势,提出了一种基于脉冲优化的定子磁链轨迹跟踪控制策略,将优化电压脉冲对应的定子磁链形状、零矢量空间位置角及持续电角度存入离线表格并在每个采样周期中实时调用,通过磁链自控制实现了多边形定子磁链轨迹偏差修正。仿真和实验结果表明:所提控制策略可实现同步对称的电压脉冲,在保持快速动态响应的同时有效抑制电流谐波。