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异步电机直接转矩控制（Direct Torque Control，DTC）系统以其结构简单、对电机参数依赖程度低和转矩的快速响应等优点，在电机控制领域得到了大规模的应用。与此同时，DTC系统也存在着稳态运行时转矩和磁链增量不对称性、转矩脉动过大以及逆变器开关频率不稳定等问题。针对上述问题，设计了十二扇区细分直接转矩控制方案，并对其有效电压矢量占空比的改进进行研究。 论文首先基于直接转矩控制的基本原理，依此构建了传统的六扇区DTC系统。针对传统DTC在扇区区段线附近可能判错区间的控制缺陷，以及该缺陷导致的定子磁链轨迹的不对称和转矩、磁链增量的不对称，设计了十二扇区细分DTC控制方案。通过对比仿真实验结果，表明扇区细分控制方案确实能够改善传统DTC系统在扇区区段线附近判断不准确的情况，同时优化了定子磁链轨迹的不对称性以及转矩、磁链增量的不对称性。 继而针对扇区细分技术在转矩脉动优化方面的缺陷，指出十二扇区细分技术在进行空间矢量选择时，忽略了一个控制周期内有效电压矢量的作用时间。在此基础上，设计了基于占空比优化的十二扇区细分控制方案。该方法根据转矩变化率计算出所选择基本电压矢量在一个控制周期内的占空比，对基本电压矢量的作用时间做出实时的修正。通过对比仿真实验结果，表明基于占空比优化的十二扇区细分控制方案在继承扇区细分方案优点的同时，能够显著地改善DTC系统中的转矩脉动，提高传统直接转矩控制系统整体性能。 最后围绕MC56F8255型主控芯片进行系统硬件平台的搭建以及配套软件程序的编写，立足此平台对基于占空比优化的十二扇区细分控制系统进行实验，实验结果验证了本方案设计的合理性和可靠性。