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An Optimal Direct Torque Control Strategy for Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor Drives

机译：用于表面安装的永磁同步电动机驱动器的最佳直接扭矩控制策略

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This article investigates an observer-based optimal direct torque control (DTC) strategy for improving the transient and steady-state performance of surface-mounted permanent magnet synchronous motor (SPMSM) drives. Unlike conventional DTC techniques, the proposed method simultaneously controls speed, torque, and flux variables by employing the optimal control theory in the stationary reference frame. This helps achieving a simple structure along with good low-speed operation as the stator flux angle need not be estimated. Further, the feedforward control terms are designed to compensate for system uncertainties. Additionally, an in-depth stability analysis is presented through the Lyapunov theory. Comparative results via a real-time prototype SPMSM test-bed with TI-TMS320F28335 DSP indicate improved performance of the proposed optimal DTC compared to conventional PI DTC, nonlinear optimal DTC, and adaptive DTC, including less computational burden, less torque and flux ripples, more robustness to parameter uncertainty, and improved transient response under very low speed/load step-changes and speed reversal.
机译：本文调查了一种基于观察者的最佳直接扭矩控制（DTC）策略，用于提高表面安装的永磁同步电动机（SPMSM）驱动器的瞬态和稳态性能。与传统的DTC技术不同，所提出的方法同时通过在静止参考帧中采用最佳控制理论来控制速度，扭矩和磁通变量。这有助于实现简单的结构以及由于不需要估计定子通量角度的良好低速操作。此外，馈送控制术语被设计成补偿系统不确定性。另外，通过Lyapunov理论提出了深入的稳定性分析。通过实时原型SPMSM试验台的比较结果与TI-TMS320F28335 DSP表示，与传统的PI DTC，非线性最佳DTC和Adaptive DTC相比，所提出的最佳DTC的性能提高，包括较少的计算负担，扭矩和焊剂波纹较少，在非常低速/负载步骤变化和速度反转下，对参数不确定性的更具稳健性以及改进的瞬态响应。

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