交流测功机转矩闭环控制之策略研究(2)

5）零转速满转矩。DTC变频器可以在电机零转速，并从零转速开始控制加载电机的转矩。而其它类型的变频器在低速（低频）时的转速-转矩特性不好，更谈不上闭环了。

综上所述，“体外循环”PID控制策略不能解决交流测功机之转矩闭环控制问题，由此做出来的交流测功机确实是“变频器+电动机”。据我们所知，很多单位就是这么干的。从技术上来说是错误的，而对用户来说是极其不负责任的。

DTC+PID，体内循环

为了实现DTC变频器的转矩闭环控制，重庆高标公司对此进行了长期深入的研究与试验。在ABB中国传动部的大力支持与帮助下，运用ABB提供的开发工具，将转矩闭环控制所需要的全部功能模块（软件模块），组成一种全新的转矩闭环控制策略，我们叫它DTC+PID。

完成后的控制策略直接安装到变频器的主板内存中，与变频器的其它功能高度集成，协调统一，实现了DTC控制与PID控制的完美结合。这种控制模式我们叫“体内循环”。

DTC+PID如同给变频器增加了转矩闭环控制的功能。从此不再需要外部的数据采集、PID调节等模块，也无需研究PID算法和参数如何整定等学术问题。

DTC+PID+STP，转矩精确控制

复合制导是导弹的专业术语，是说采用多种制导手段来提高导弹探测、跟踪和攻击目标的精度，实现精确打击，减少平民伤亡。制导手段有雷达、激光、远红外、CCD和GPS等。

基于复合制导的战术思想，我们在DTC+PID转矩闭环控制的基础上使用了一种复合控制策略，实现了转矩的精确控制。我们把这种全新的控制策略称为DTC+PID+STP转矩精确控制，STP是高标公司的简写，意思是高标独创的控制策略。其主要特点是：

具有DTC（开环）和PID（闭环）两种控制模式，动态特性完全相同，可任意转换。

转矩误差值绝对可控，与传感器量程无关，最高控制精度0.2Nm（ETH传感器）。

消除了PID参数对闭环可能造成的影响，全量程范围内无过冲，无波动，无静差。

图示波形为某品牌5Nm伺服电机的阶梯加载试验曲线。蓝色线是转矩给定，绿色线是加载转矩（完全真实的扭矩传感器信号输出），无转速测量（红色线）。

提示：实现小扭矩闭环是考验闭环策略的关键所在。高标的STP控制策略从1.0Nm起步，即从克服电机转动惯量开始，就完全实现了转矩的精确闭环控制。

交流测功机，新的时代

从动力试验的发展历程和使用方法来看，现代的动力试验已经远远超出了转速、转矩和功率等基本参数的测试，交流测功机也不仅仅只是完成单一的负载模拟和能量吸收功能。先进的交流传动技术促进了交流测功机技术的成熟与发展，为现代动力试验设备提供了诸多新的解决方案和测控手段，为提高发动机、电动机、汽车等动力设备和车辆的总体性能发挥了前所未有的作用，开创了动力试验新的时代。

我们始终认为，交流测功机是一门技术，动力试验是一个专业。只有从技术的角度和专业的高度去研究和应用交流测功机，才能做出性能优良、质量可靠的动力试验系统。