基于MATLABGUI的永磁同步发电机仿真平台
基于MATLABGUI的电机学仿真实验系统设计
382009年第17期(总第87期)et基于MATLAB GUI的电机学仿真实验系统设计黄 瑛南京工程学院 江苏南京 211167摘 要：采用M A T L A B G U I D E界面设计工具建立G U I界面，将S i m u l i n k建模与M文件编程相结合，设计了基于MATLAB GUI的电机仿真实验系统，该系统界面友好、实验参数可修改，交互性强、操作方便、性能可靠，实验结果图形化显示，可应用于电机学课堂教学和实验教学，有很好的助学性。
关键词：MATLAB GUI 电机 仿真 实验收稿日期：2009-09-10作者简介：黄瑛，硕士，讲师。
电机学课程是电气工程及其自动化专业的一门主要的专业基础课，电机学课程实践性强，注重实验环节，但由于各种因素的限制，很多实验不易与课堂教学相结合, 因此需要设计一种可以在课堂上使用的电机仿真实验系统，在抽象的理论教学的同时给予学生生动的实验演示，让学生实时地观察到参数改变对电机性能的影响，从而给学生带来更加直观的学习体验，提高对电机理论知识的认识理解，同时激发学生的学习兴趣。
MATLAB软件因其强大的科学计算和图形处理功能，已广泛应用于制作电机课件。
从当前应用软件的发展趋势看，友好的图形用户界面G U I已成为应用软件的基本交互接口，MATLAB软件也提供了对GUI的支持，通过G U I D E开发工具或编写程序，可以便捷地设计菜单化和控件式人机交互界面。
本文设计的电机仿真实验系统是一种建立在MATLAB平台上的具有图形用户界面的软件，它将理论教学与实验过程整合在一起，可大大的提高课堂教学效率，也能为学生自学提供很大的帮助，具有很好的助学性。
一、系统功能和结构本仿真平台采用模块化设计思想，系统构架在逻辑设计中始终处于核心地位。
整个软件的设计流程图如图1所示。
通过主界面选择电机类型，接着确定实验项目，调用相关的实验项目的子程序或二级界面，在子程序或二级界面上可设定实验条件，修改实验参数和仿真参数，选择运行仿真实验后，实验结果经快速计算，尽可能图形化显示，为便于观察，实验曲线加适当标注，实验完成后可返回主界面。
基于MATLAB-GUI的永磁同步电机调速系统仿真平台设计
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｆ ｏ ｒ ａ ￣ｕ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｏ ｆ ｐ ｅ ｍａ ｒ ｎ ｅ ｎ ｔ ｍ ａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｂ ｕ ｉ ｈ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｏ ｏ ｌ ｂ ｏ ｘ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ
７ １ ．
［ ２ ］童佳 ， 丁立军． 基于 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ中 Ｇ Ｕ Ｉ 功 能设计 电机仿 真实验 系统［ Ｊ ］ ． 中 国电力教 育 ， ２ ０ １ ０， １ ８ ５ （ ３ ４ ） ： １ ６ ０—１ ６ ２ ．
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Ｐ ｅ ｒ ｍａ ｎ ｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｅ ｇ ｔ Ａｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｓ ｕ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｍ ＡＴＬ ＡＢ ＧＵＩ
Ｚｈ ａ ｎ ｇ Ｙｕ ｅ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｌ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｆＳ ｏ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｂ ｅ ｎ ｘ ｉ ， Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ，１ １ ７ ０ ０ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
基于MATLAB GUI的永磁同步发电机仿真平台
ｌ 仿 真 平台构成
ＧＵＩ 仿真平台界面， 由四个选择面板： 故障
类 型 、 护 措 施 、 型 参 数 修改和 坐 标显 示类 型 保 模
ｏ ｅ ｅ ｎ ｄ ｔ ｄ ｕ ｄ ｒｔ ｅ ｐ ａｆ ｒ ｗｈ ｃ ｓｕ ｅ ｕ ｐ ｎ ｄ ａ ｄ ｅ ｉ ｎ ｅ ｌｔｏ ｍ， ｉ ｈ ｗａ ｓ ｆ ｌ ｎ ｅ ｈ ｉ
Ｓ ｎＪ ａ ｚ ｏ ｇ Ｓ ａ ｇ Ｙ ｎ ｎ ｕ ｉｎ ｈ ｎ ｈ ｎ ａ ａ
Ｄａ ｉｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｌａ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｙ Ｔ
摘
要： 基于ＭＡ Ｌ Ｔ ＡＢ的可视化编程 （ ＧＵＩ 技术 ， ）
ｌ ｋ 型 无关 。 ｉ 模 ｎ
ｔ ｅｆ ｌ ｓｏ ｔ ｅｔ ａ ｈ ｎ ， ｘ ｅ ｉ ｎ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ． ｈ ｅ ｄ ｆ ｈ ｃ ｉ ｇ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｄｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｉ ｅ ａ
Ｋ ｅ ｗｏｒ ｓ：Ｍ ＡＴＬＡ Ｂ） ｙ－ ｄ ＇ Ｉ Ｐｅ ｍ ａ ｎｔＭ ａ ｎｅ ｙｎ－ ＧＵ ｒ ｎｅ ｇ ｔＳ
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｐ ａ ｆ ｒ ｆ ｒｔ ｅ ｓ ｍｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｍａ ｅ ｔ ｔ ａ ｔ ｌ ｔｏ ｍ ｏ ｈ ｉ ｌｔｏ ｆｐ ｒ ｎ ｎ
ｍ ａ ｎｅ ｙｎｃ ｒ ｎｏ ａ ｈｉ ｓｗ ａ ｓｇｎｅ ａ ｅ ｈｅ ｇ ｔｓ ｈ ｏ ｕｓ ｍ ｃ ｎｅ ｓ ｄｅ ｉ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏｎ ｔ
并 能间接打开Ｓ ｍｕ ｉｋ 型和Ｆｇ ｒ窗 １以用于进 一步 ｉ ｌ 模 ｎ ｉｕ ｅ ５ １ 修改 编辑 ， 具有很 强的教学 、 实验 和工程研 究价值 。 关键词 ： ＴＬ ／ 永磁同步发 电机 ＭＡ ＡＢＧｕＩ
Байду номын сангаас真
基于MATLAB-GUI的电机仿真管理系统
安全 性
有触电及机械损伤的危险
好
Part2：创新实验的实现方法
一、电机的仿真内部核心程序编制： 拟采用MATLAB-simulink编制 电机的仿 真程序，过程如下：
列写电机的 状态方程 建立SIMULINK 模型
调试并运行 仿真程序
结果输出
二、 电机的仿真管理系统界面程序的设计
采用了MATLAB语言中的GUI来完成， GUI是 图像用户界面，是MATLAB提供的一种界面 设计工具。
大学生创新实验项目
基于MATLAB-GUI的电机仿真 实验系统
电气工程系
项目负责人：倪维成、付强、吴永
指导教师：王秀平、赵君有
Par1：项目内容
系统图
电机仿真管理系统 变压器
变 压 器 的 空 载 运 行 变 压 器 的 空 载 合 闸 变 压 器 的 负 载 运 行 变 压 器 的 副 边 短 路 直 流 机 的 开 环 调 速
1.列写电机 的状态方程 αβ0坐标系下的电压方程 αβ0坐标系下的磁链方程
αβ0坐标系下的磁链方程
αβ0坐标系下转矩方程
2. SIMULINK 模型建立
3. 仿真结果结果输出
转速随时间变化
电磁转矩随时间变化
定子电流随时间变化
谢谢评委专家 的指导！
电机实物实验与仿真实验对照表
实物实验 需所 器材 费用 时间 电动机、发电机、负载电阻、 启动器、变阻器、电源、电压 表、电流表、开关、导线等 多 多 仿真实验 PC机 Matlab软件 少 少 （1）一种新的方法； （2）容量不受限制； （3）便于综合分析
（1）能得到工程训练； 特点 （2）容量受限
直流电机
直 流 发 电 机 外 特 性 发 电 机 的 调 整 特 性 调 节 电 枢 电 压 调 速 异 步 电 动 机 的 起 动
基于MATLAB永磁同步电动机矢量控制系统的仿真研究
基于MATLAB永磁同步电动机矢量控制系统的仿真研究永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）是一种应用广泛的高性能电机。
在工业领域，PMSM通常采用矢量控制方法来实现精确的速度和位置控制。
本文基于MATLAB对PMSM矢量控制系统进行仿真研究，探讨其工作原理及性能。
首先，PMSM的矢量控制系统由控制器、电机和传感器三部分组成。
其中，控制器根据电机的反馈信号和期望输出来计算电机的控制信号。
传感器用于测量电机的转速、位置和电流等参数，反馈给控制器。
通过调节控制信号，控制器可以实现电机的速度和位置控制。
在PMSM的矢量控制系统中，通常采用dq轴矢量控制方法，将三相电流转换为直流参考轴和旋转参考轴的dq坐标系，进而对电机进行控制。
其次，本文利用MATLAB软件对PMSM矢量控制系统进行了仿真实验。
首先，建立了PMSM电机的数学模型，包括电机的动态方程、反电动势方程和电流方程。
然后，在MATLAB环境中编写程序，实现电机模型的数值求解和控制算法的计算。
通过调节控制参数，可以对电机的速度和位置进行精确控制，并实时监测电机的工作状态。
在仿真实验中，通过改变电机的负载情况、工作电压和控制参数等条件，分析了PMSM矢量控制系统的性能。
实验结果表明，当负载增加时，电机的转动惯量增大，控制系统的响应时间变长，但依然可以实现精确的速度和位置控制。
当电机的工作电压增加时，电机的输出功率和转速增大，但也会产生更大的电流和损耗。
当控制参数的比例增益和积分时间常数变化时，系统的稳定性和动态性能均会受到影响，需要进行合理的调节。
总结起来，本文基于MATLAB对PMSM矢量控制系统进行了仿真研究，探讨了其控制原理和性能。
通过仿真实验，可以深入理解PMSM矢量控制系统的工作原理，优化系统的参数和性能，并为实际应用提供参考。
基于MATLAB永磁同步电动机矢量控制系统的仿真研究
基于MATLAB永磁同步电动机矢量控制系统的仿真研究近年来，永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）作为一种高效率、高功率密度和高控制精度的电机，被广泛应用于工业和汽车领域。
针对永磁同步电动机的控制问题，矢量控制（Vector Control）成为了一种重要的控制策略。
本文将使用MATLAB对永磁同步电动机矢量控制系统进行仿真研究。
首先，我们需要建立永磁同步电动机的动态模型。
永磁同步电动机是一种非线性多变量系统，其数学模型可以描述为：\begin{cases}\frac{{d\theta}}{{dt}} = \Omega_m \\\frac{{d\Omega_m}}{{dt}} = \frac{1}{{J}}(T_{em} - T_{L}) \\ \frac{{di_q}}{{dt}} = \frac{1}{{L_q}}(v_q - R_s i_q -\Omega_m L_d i_d + e_f) \\\frac{{di_d}}{{dt}} = \frac{1}{{L_d}}(v_d - R_s i_d +\Omega_m L_q i_q)\end{cases}\]其中，$\theta$为转子位置，$\Omega_m$为电机机械角速度，$T_{em}$为电磁转矩，$T_{L}$为负载转矩，$i_q$和$i_d$为电流的直轴和正交轴分量，$v_q$和$v_d$为电压的直轴和正交轴分量，$R_s$为电机电阻，$L_q$和$L_d$为电机的定子轴和直轴电感，$e_f$为反电势。
接下来，我们可以使用MATLAB建立永磁同步电动机的矢量控制系统。
首先，我们需要设计控制器，其中包括速度环控制器和电流环控制器。
速度环控制器用于调节电机的机械角速度，电流环控制器用于控制电机的电流。
在速度环控制器中，我们可以选择PID控制器，其输入为速度误差，输出为电机的电压指令。
基于MATLAB中GUI功能设计电机仿真实验系统概要
直接在模块里填写和修改M文件,修改电气元件相关参数。并在修改调试过程中,可实时通过窗口显示运行结果,以便进一步修改参数和校正。实验过程和运行结果一目了然。这对用户了解相应电机的特点是非常有益的。
三、软件向硬件的扩展
针对MATLAB通过计算机可实现与外部硬件接口的功能,我们项目组计划在日后的研究中对软件进行硬件扩展,通过采样电路对电机进行采样,将采样数据输入计算机后和MATLAB接口,从而进行实时现场监控。
一、实验系统GUI界面的设计1.设计目标
(1建立一个窗口,列出所有电机供实验者选择。(2选择电机类型后,通过下拉菜单显示该电机的实验项目。(3在选择电机和实验项目后,在该窗口下显示该电机的实验说明。
(4选择电机实验项目后,通过点击该项目可调用该实验对应的仿真模型并运行。
(5通过按键关闭用户界面或返回主界面。2.实验系统界面设计
一、国外大学生创业实践情况
自1999年联合国教科文组织在面向21世纪国际教育发展趋势研讨会上提出“创业教育”这一新的教育观念,要求高等学校必须将创业技能和创业精神作为高等教育的基本目标,要求将它提高到与学术研究和职业教育同等重要的地位。随后海外高校不断加强学生创业教育、创业能力的培养,并把创业研究作为一个重要的内容进行研究。创业教育证书被称为继文化
根据设计目标,本系统需设计三个figure。第一为主界面:“欢迎进入电机仿真实验”;第二为子界面1,在此界面中罗列所有电机的仿真实验项目;第三为子界面2,是该实验系统的一个
简要说明。
3.主界面设计
在MATLAB7.1下,新建一个figure窗口,命名为welcome_to_lab.fig。该界面需2个text,2个pushbutton和1个axes,通过设置对应对象的属性与相关参数即可完成对该界面的设置。主界面如图1所示。
基于Matlab的永磁同步电机矢量控制系统仿真研究
基于Matlab的永磁同步电机矢量控制系统仿真研究一、本文概述随着电机控制技术的快速发展，永磁同步电机（PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的调速性能，在众多工业领域得到了广泛应用。
为了充分发挥永磁同步电机的性能优势，需要对其进行精确的控制。
矢量控制作为一种先进的电机控制策略，能够实现对电机转矩和磁链的独立控制，从而提高电机的动态和稳态性能。
对基于Matlab的永磁同步电机矢量控制系统进行仿真研究，对于深入理解电机控制原理、优化控制系统设计以及推动电机控制技术的发展具有重要意义。
本文旨在通过Matlab仿真平台，构建永磁同步电机的矢量控制系统模型，并对其进行仿真分析。
文章将介绍永磁同步电机的基本结构和工作原理，为后续的控制系统设计奠定基础。
接着，将详细阐述矢量控制的基本原理和实现方法，包括坐标变换、空间矢量脉宽调制（SVPWM）等关键技术。
在此基础上，文章将构建基于Matlab的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型，并对其进行仿真实验。
通过对仿真结果的分析，文章将评估矢量控制策略在永磁同步电机控制中的应用效果，并探讨可能的优化措施。
二、永磁同步电机的基本原理和特性永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）是一种利用永久磁铁作为转子励磁源的同步电机。
其工作原理主要基于电磁感应定律和电磁力定律，结合现代电力电子技术和先进的控制理论，实现了对电机的高性能控制。
永磁同步电机的核心构造包括定子绕组和永磁体转子两大部分。
定子绕组与交流电源相连，通入三相对称电流后会产生旋转磁场，类似于异步电机中的定子磁场。
不同于异步电机的是，PMSM的转子上镶嵌有高性能稀土永磁材料，这些永磁体在电机运行时不需外部电源励磁，即可产生恒定的磁场。
当定子旋转磁场与转子永磁磁场相互作用时，便会在电机内部形成一个合成磁场，从而驱动转子跟随定子磁场同步旋转。
高效节能：由于取消了传统同步电机所需的励磁绕组和励磁电源，永磁电机减少了励磁损耗，效率通常能达到90以上，尤其在宽负载范围内保持较高的效率水平。
基于Matlab的永磁同步电机控制系统仿真研究
通 过 对 实例 电机 的 仿真 ，给 出 了仿 真 波 形 ，其 仿 真 结 果 达 到 了预 期 效 果 。 该研 究结 果 提 高 了永 磁 同 步 电机 控 制 系统 开 发效 率 ， 永磁 同 步 电机控 制 系统 的 分析 和 设 计提 供 了有 效 的 途 径 。 定向控制
ｆ ｑ ￣ｉ ＋ｉ ｏ ０ Ｊ ＝一ｉ ｎ０ ｅ ｓ ｓ ｃ
对 于该变换 的 Ｓｍｕｉｋ模型如 图 ４ ｉ ｌ ｎ 所示 。
ＴＰ ｓ ０ ＝ ｉ ｎ （） １
式中 ： Ｐ为转子的磁极对数 ； 为转子磁钢在定子上 的耦合磁链 ， 它只在 ｄ 轴上存在 。 当三相合成 的电流 矢量ｆ 轴的夹角 ０ 与ｄ 等于９ 。 ０ 时可以获得最大转矩。
１磁场定 向控制原理
１７ 年 ， 国 Ｓｅ ｎ 公司的 Ｆ Ｂａ ｃ ｋ 提 出 ９２ 德 ｉｍｅ ｓ ．ｌ ｈ ｅ ｓ
王 晶菡 ，李铁 才 ，杜坤 梅
（． 尔滨 工 业 大 学 深 圳研 究生 院 ，广 东 深 圳 ５ ０ ７ ２ 哈 尔滨 理 工 大 学 电 气 学 院 ，哈 尔滨 １０ ４ ） １哈 １ ５ ；． ８ ００ ５
摘
要 ： 分析 了永磁 同步电机磁场 定向控制 的基础上 ，ｑ ａｌ建立 了永磁 同步电机控 制 系统的仿真模 型 ，并 在 ｌ ｆＭ ｔｂ ａ
合 ；－ ｄｑ为转子旋转坐标 系 ，ｄ 与转子磁链方 向重 轴 合 ，并 以同步速 （逆 时针旋 转。可 以把定子 电流综 ｃ ）
合矢量 在旋转坐标 系ｄｑ －轴上分解 ， ｆ 当三 ＝ ＋。 。 相 合成 的 电流矢量 轴的夹角 ０ 与ｄ 等于９ 。 ０ 时可 以 获得最 大转矩 ，ｉ ｉ ｏ ０ ｑ ，ｎＯ ｉ ａ ， ｓ ＝ ，ｉ ｓ ＝ｃ ０ ＝ｉｉ ＝ 。对于 凸
基于matlab永磁同步电机控制系统建模仿真方法
基于matlab永磁同步电机控制系统建模仿真方法1. 建立永磁同步电机模型
我们可以通过matlab中的Simulink工具箱建立永磁同步电机的模型，模型中包括电机本身和电机驱动系统。
该模型可以包括各种控制系统，比如位置控制、速度控制、电流控制等。
2. 设计控制系统
根据永磁同步电机的特性和实际控制需求，选定相应的控制策略。
常见的控制策略有FOC（磁场定向控制）、DTC（直接扭矩控制）等。
设计控制系统包括建立系统数学模型、设计控制算法、仿真验证等步骤。
3. 仿真实现
在matlab中进行仿真实现，根据设计的控制系统和模型参数，运行仿真程序，验证设计的控制系统的性能和功能是否符合实际控制要求，以此优化和完善控制系统。
4. 实验验证
在实验室或者实际应用场景中，进行实验验证，对控制系统进行调试和优化。
实
验验证可以通过实际硬件搭建或者仿真器件模拟等方式实现。
根据验证结果，并结合实际应用需求，对控制系统进行进一步优化和改进。
基于Matlab永磁同步电机矢量控制的仿真分析
Ｓｍｕｉｋ环 境 中搭 建 了 电 流和 速 度 双 闭 环控 制仿 真模 型 ， 真 结 果 也证 明 了该 系统模 型 的有 效 性 ， 证 了所 采 用 的 控 制 算 ｉ ｌ ｎ 仿 验
法 ， 在 实际 控 制 系统 设计 和 调 试 运 行 提 供 了充 分 的 理 论依 据 。 为
Ｓｉ ｉｋ． ｅ ｓｉ ｕａ ｉ ｒ ｕｔ ｏｖ ｄ ｈｅ ｆｅ ｔ ｔ ｔｅ ｙ ｔｍ ｍｏｄ ａ ｄ ｅｒｉｄ ｔ ｏｎｒ ｌ ａ｛ ｌｔ ｍｕｌ Ｔｈ ｍ ｌｔ ｎ ｏｎ ｅｓ ｌ ｐｒ ｅ ｔ ｅ ｃ ｉ ｙ ｏｆ ｈ ｓ ｓｅ Ｓ ｓ ｖｉ ｅｌ ｎ ｖ ｉｅ ｉ ｃ ｔｏ ｃ ｃｕａ ｉ ｗａｙａｎ ｉ ｌ ｆ ｓ ｏｎ ， ｄ ｔ — ａ
Ｓ ｒｖ ｅ ｕ ｉｅ ｔ ｈ ｏｅｉ ｌ ａ ｉ ｆｒｄ ｓ ｎ ｇ ａ ｄ ａ ｊｓ ｎ ｎ ｐ ａ ｔ ａ ｃ ｎｒｌ ｙ ｔｍ． Ｏ ｐｏ ｉ ｄ Ｓ ｆ ｉ ｅ ｒ ｃ ｓ ｏ ｅ ｉ ｉ ｎ ｄｕ ｔ ｇ ｉ ｒｃｉ ｌ ｏ ｔ ｓｅ ｄ ｃ ｎｔ ｔａ ｂ ｓ ｇ ｎ ｉ ｃ ｏ ｓ
Ｋ ｙ ｒ ｓＰ Ｍ， Ｖ Ｗ Ｍ， ｄ ｌ ｇ ｃｏ ｅ － ｏ ｐ ｓ ｌｔ ｎ ｅ ｗｏ ｄ ： ＭＳ Ｓ Ｐ ｍｏ ｅｉ ， ｌｓ ｄ ｌｏ ，ｉ ａ ｉ ｎ ｍｕ ｏ
本 文 应 用 Ｍａｌ 强 大 的 建 模 和 仿 真 能 力 ， 在 Ｍａｌｂ ｔｂ ａ ｔ ／ ａ Ｓｍｕｉｋ中 搭 建 Ｐ Ｍ 矢 量 控 制 系统 的仿 真模 型 ， 为 Ｐ Ｍ ｉ ｌ ｎ ＭＳ 这 ＭＳ 伺 服控 制 系统 的分 析 与 设 计 提 供 了 有 效 的 手段 和工 具 。
ｍｏ ｅｉｇ ｄ ｌ ｍｅ ｈ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｐ ｗｈｃ ａ ｅ ｈ ｉｎ ｒ ｕ ｒ ｎ —ｏ ｐ ｎ ｔ ｅ ｕｅ ｓ ｅ ｄ－ｏ ｐ ｒ ｕ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｏ ，ｗｏ ｏ ｔ ｌｏ ｓ ｏ ｉｈ ｒ ｔ ｅ ｎ ｅ ｃ ｒ ｔ ｌ ａ ｄ ｈ ｏ ｔｒ ｐ ｅ ｌｏ ａ ｅ ｓ ｄ ｎ ｅ ｏ Ｍａ ｌｂ ｔ ／ ａ
基于MATLABGUI的内置式永磁同步电动机MTPA离线计算系统
基于 MATLAB/GUI 的内置式永磁同步电动机 MTPA 离线计算系统*
刘海斌，张海强，王
毅，包西平，詹凯良
（徐州工业职业技术学院， 江苏徐州
221005）
摘要：永磁同步电机交流调速系统在电动汽车中有着广泛应用，为满足电动汽车快速启动的工况需求，必须获得电机的最大转矩。在分析永磁同
步电机弱磁原理的基础上，基于 MATLAB 2017/GUI，采用最大转矩电流比控制(MTPA)策略，建立了上位机软件系统。仿真表明，该系统对车用永
else
MAP 表。
fpath=fullfile （pathname， filename） ;
磁同步电机调速系统的设计有一定的指导意义。
关键词：内置式永磁同步电动机；MTPA；MATLAB 2017；GUI；曲线拟合
中图分类号：TP311；TP273
文献标志码：A
文章编号：1009－9492 ( 2020 ) 05－0021－03
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
MTPA Offline Computing System for IPMSM Based on MATLAB/GUI
synchronous motor. The simulation results indicate that the system have some guiding significance for the design of permanent magnet synchronous motor speed
demands for electric vehicle, it is necessary to obtain the maximum torque of the motor. The computer software system based on MATLAB 2017/GUI while
基于Matlab的同步电机实时仿真平台
基于M a tlab的同步电机实时仿真平台李立兵,冯志彪(同济大学上海 200092)摘 要:电力系统数字仿真已成为电力系统研究、试验和人员培训的有效工具。
改进现有电力系统研究仿真软件,开发用于实时试验和培训仿真器的新软件是电力系统数字仿真发展的方向。
本文介绍了应用M atlab Si m ulink软件包,实现同步电机的两个动态实时仿真平台的方法。
根据同步电机在abc坐标下的数学模型,推导出两个在dqo坐标下的动态实时数学模型,利用Si m ulink软件能便捷地构建系统的功能及实时交互性能,实现了同步电机动态实时模型的仿真。
仿真研究显示,该方法简便、实时交互性强。
在应用于电力系统动态实时仿真研究中,取得了良好的试验效果。
关键词:实时仿真;同步电机;模型;稳定性中图分类号:T P39119 文献标识码:B 文章编号:1004373X(2004)1607605Rea l ti m e Si m ula tion Pla tform of Synchronous M ach i ne Ba sed on M a tlabL I L ibing,FEN G Zh ibiao(TongjiU niversity,Shanghai,200092,Ch ina)Abstract:T he digital si m ulati on of pow er system s has p roved to be an effective too l fo r research,testing and operato r training of pow er system s1I mp rovem ent of the existing pow er system si m ulati on softw are fo r research and developm ent of new si m ulati on softw are fo r real ti m e testing and operato r training si m ulati on w ill be of the directi on1It is p ropo sed in the paper to construct tow new real ti m e si m ulati on models of synch ronous m ach ine by the too ls of Si m ulink1T he models exh ibit good dynam ic perfo r m ance of synch ronous m ach ine based on the dq ro to r reference fram e1T he si m p le model of pow er system s has show ed good expansibility and interacti on1T he synch ronous m ach ine using si m ulati on and experi m ental results are demonstrated1Keywords:real ti m e si m ulati on;synch ronous m ach ine;model;stability1 引 言随着计算机应用技术的高速发展,电力系统的动态实时计算机仿真系统由于其精度高、改变参数方便、重复性好等优点,已经开始逐渐取代传统的物理仿真系统,在电力系统的规划以及电力系统保护、控制、调度设备的设计和检验等方面起着越来越重要的作用。
基于Matlab永磁同步电机控制系统建模仿真
《电机技术》２００５年第２期． １１ ．摘要：永磁同步电机（ＰＭＳＭ）控制系统仿真建模在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下，通过对独立的ＰＭＳＭ本体、ｄｑ坐标系向ａｂｃ坐标系转换、三相电流源逆变器、速度控制器等功能模块的建立与组合，构建ＰＭＳＭ控制系统的速度和电流双闭环仿真模型。
仿真结果证明该模型的有效性，验证其控制算法，为ＰＭＳＭ控制系统的设计和调试提供基础。
关键词：永磁同步电机仿真建模Ｍａｔｌａｂ闭环Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｎｏｖｅｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌｉｎｋ－ｉｎｇ ｔｈｅ ＰＭＳＭ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍａｔｌａｂ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． ＩｎＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ， ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｂｌｏｃｋｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ＰＭＳＭｂｌｏｃｋ， ｗｈｉｃｈ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｄｑ ｔｏ ａｂｃｂｌｏｃｋ， ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｂｌｏｃｋ，ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｂｌｏｃｋ ａｎｄ ｅｃｔ，ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｍｏｄｅｌｅｄ．Ｂｙ ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｂｌｏｃｋｓ，ｔｗｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｏｏｐｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ．ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｔｈｅ ｉｎｎｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔ－ｌｏｏｐ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｕｔｅｒ ｓｐｅｅｄ－ｌｏｏｐ．Ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｉｍｕ－ｌａｔｅ ｒｅｓｕｌｔ ａｎｄ ｔｈｉｓ ｎｏｖｅｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆｆｅｒｓ ａ ｎｅｗ ｔｈｏｕｇｈｔ ｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ａｃｔｕａｌ ｍｏｔｏｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ＰＭＳＭＭｏｄｅｌｉｎｇＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＭａｔｌａｂＣｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ１引言永磁同步电机（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｓｙｎｃｈｒｏ－ｎｏｕｓ Ｍｏｔｏｒ，简称ＰＭＳＭ）广泛应用于伺服驱动系统。
基于MATLAB-GUI的永磁同步电机调速系统仿真平台设计
Design of Simulation Platform for Adjustable Speed Control System of Permanent Magnet Asynchronous Machine based on MATLAB GUI
作者： 张岳
作者机构： 辽宁科技学院电信学院,辽宁本溪117004
出版物刊名： 辽宁科技学院学报
页码： 1-3页
年卷期： 2015年 第2期
主题词： 永磁同步电机 调速控制系统 图形用户界面 仿真技术
摘要：基于MATLAB软件的simulink仿真工具箱和可视化编程技术（GUI）,构建了永磁同
步电机调速系统的仿真技术平台,该平台包含永磁电机调速系统仿真模型和调速过程仿真分析,替代硬件实验无法完成的实验内容,将抽象的理论知识变为直观的感性认识,有助于学生直观理解永磁同步电机调速控制系统的组成及工作原理,具有较强的教学、实验和工程研究价值。
基于Matlab GUI的电力系统自动发电控制仿真平台设计
基于Matlab GUI的电力系统自动发电控制仿真平台设计张春慧;国中琦;张永
【期刊名称】《信阳师范学院学报：自然科学版》
【年(卷),期】2014(27)3
【摘要】利用Matlab中的图形用户界面(GUI),设计了一个电力系统自动发电控制(AGC)仿真平台.该平台应用于电力系统单区域一次、互联电网二次调频,同时加入控制策略模块,用于经典PID和模糊PID控制策略的分析.该仿真平台可直观地反映AGC系统调节下的频率变化趋势,以及两种控制策略的性能优劣,同时可便捷地设置参数.
【总页数】4页(P410-412)
【关键词】电力系统自动发电控制;Matlab;GUI界面;仿真平台设计
【作者】张春慧;国中琦;张永
【作者单位】内蒙古农业大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
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基于matlab的永磁同步电机调速系统的仿真
摘要本文首先介绍了永磁同步电机的国内外发展状况，然后介绍了永磁同步电机的结构及原理，接着建立了永磁同步电机的数学模型，并在此基础上用MATLAB 进行了仿真，最后进行了仿真及仿真结果的分析。
永磁同步电机是具有非线性、强耦合性、时变性的系统，在运行过程中会受到负载扰动等多因素影响。
以往研究永磁同步电机的做法是在硬件上搭建一个平台进行模拟，但是这样在做实验中难免会造成一些损失，而且硬件上的反馈会比较长研究周期长。
目前在国内外关于永磁同步电机调速系统的研究现状上来讲，基于MATLAB环境下仿真模型的构建下进行研究，这可极大的缩短研究周期和研究成本。
在利用MATLAB仿真模型研究永磁同步电机时，我们可以把那些扰动因数做成模拟信号给予模型，这样可以准确的定性分析实验得出结论。
关键字：永磁同步电机，空间矢量调制，MATLAB仿真，数学模型。
ABSTRACTIn the first, this paper introduces the domestic and international development status of Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM), gives a explanation about its basictheory, structure. Then it builds a mathematical model, and uses MATLAB to simulate that model.The PMSM is a nonlinear, strong-coupling and time-varying system, so in the operation process, it will be influenced by many factors such asload disturbance. Therere, it is necessary to take action when researching the control method of PMSM. The former research method is setting up a platform on hardware to perform experimensbut it is undesirable, because it often cause some loss, and the feedback cycle is longer than research cycle. As fordomestic and international current situation on the research of PMSM, it is obvious that researching under the simulation model created by MATLAB could greatly reduce the cost and cycle of researchment. When using MATLAB to build simulation model on the research of PMSM, we can transform these disturbance factors into analog signal, making a qualitative analysis to draw conclusions from them.Keywords：PMSM, SVPWM, MATLAB simulation, mathmatical model目录摘要 (I)ABSTRACT .............................................. I I 目录............................................... I II 第一章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究的目的及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 国内研究历史及现状 (2)1.2.2 国外研究现状及趋势 (2)1.3 本文的主要内容 (3)第二章永磁同步电机调速系统的结构和数学模型 (5)2.1 引言 (5)2.2 永磁同步电机调速系统的结构 (5)2.3 永磁同步电机调速系统的数学模型 (6)2.3.1 PMSM在ABC坐标系下的磁链和电压方程 (6)坐标系下的磁链和电压方程 (8)2.3.2 PMSM在02.3.3 PMSM在dq0坐标系下的磁链和电压方程 (9)2.4 永磁同步电机的控制策略 (11)2.5 本章小节 (12)第三章永磁同步电机矢量控制及空间矢量脉宽调制 (14)3.1 引言 (14)3.2 永磁同步电动机的矢量控制 (14)3.3 空间矢量脉宽调制概念 (15)3.4 SVPWM模块的建立 (17)3.5 本章小结 (23)第四章基于Matlab的永磁同步调速系统仿真模型的建立 (24)4.1 引言 (24)4.2 MATLAB软件的介绍 (24)4.3永磁同步电机调速系统整体模型的建立 (25)4.4仿真参数调试及结果分析 (28)4.5本章小结 (29)第五章总结与展望 (30)5.1全文总结 (30)参考文献 (31)致谢 (33)第一章绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景随着电力电子技术、微电子技术和现代电机控制理论的发展，交流调速系统逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能，交流调速系统应用越来越广泛。
基于Matlab的同步电机实时仿真平台
基于Matlab的同步电机实时仿真平台
李立兵;冯志彪
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2004(027)016
【摘要】电力系统数字仿真已成为电力系统研究、试验和人员培训的有效工具.改进现有电力系统研究仿真软件,开发用于实时试验和培训仿真器的新软件是电力系统数字仿真发展的方向.本文介绍了应用Matlab Simulink软件包,实现同步电机的两个动态实时仿真平台的方法.根据同步电机在abc坐标下的数学模型,推导出两个在dqo坐标下的动态实时数学模型,利用Simulink软件能便捷地构建系统的功能及实时交互性能,实现了同步电机动态实时模型的仿真.仿真研究显示,该方法简便、实时交互性强.在应用于电力系统动态实时仿真研究中,取得了良好的试验效果.【总页数】5页(P76-80)
【作者】李立兵;冯志彪
【作者单位】同济大学,上海,200092;同济大学,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
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1.基于RT-LAB的永磁同步电机硬件在环实时仿真平台的实现 [J], 邱华静;李鸿彪;邹毅军
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基于MATLAB与COMSOL联合仿真的永磁同步发电机优化设计
基于MATLAB与COMSOL联合仿真的永磁同步发电机优化设计金亮;汪冬梅【期刊名称】《中国科技论文》【年(卷),期】2017(012)017【摘要】电机优化设计的传统方法通常采用场路数值分析和有限元方法,设计周期长、效率低、运算量大.为解决这一问题,提出将遗传智能算法同有限元法相结合,能够有效缩短设计周期,显著提高优化效率;并首次提出将MATLAB与COMSOL联合仿真进行永磁同步发电机的优化.首先分析永磁同步发电机的结构和电磁特性,建立电机数学模型,然后研究遗传算法的原理和实现步骤,最后实现MATLAB与COMSOL联合仿真,实现两者之间数据的双向传递.通过在MATLAB中直接提取永磁同步发电机COMSOL计算模型结果,再传递给遗传算法寻找适应度函数最优解,最终完成电机优化.实验结果验证了MATLAB与COMSOL联合仿真优化电机的可行性,为电机优化设计提供了1种新的设计思路.【总页数】6页(P2012-2017)【作者】金亮;汪冬梅【作者单位】天津工业大学天津电工电能新技术重点实验室 ,天津300387;天津工业大学天津电工电能新技术重点实验室 ,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TM313【相关文献】1.基于MATLAB GUI的永磁同步发电机仿真平台 [J], 孙建忠;尚亚男2.基于MATLAB与COMSOL联合仿真的永磁同步发电机优化设计 [J], 金亮;汪冬梅;3.基于MATLAB与COMSOL联合仿真的电磁优化设计 [J], 冯忠奎;许莹;李献;昌锟;胡格丽;戴银明;王秋良;;;;;;;4.基于MATLAB直驱式永磁同步风力发电机组建模与仿真的研究 [J], 赵敏5.基于MATLAB与COMSOL联合仿真的梯形迷宫滴头流道优化 [J], 胡宇祥;彭军志;殷飞;刘喜峰;李娜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于MATLAB-GUI的电力系统实验的仿真平台
基于MATLAB-GUI的电力系统实验的仿真平台张俊;完颜幸幸;邢润国;陈坤燚;谭必灯【摘要】利用MATLAB中的图形用户界面（GUI），设计了一种电力系统实验的仿真实验平台，该平台能够实现多种电力系统仿真实验，而且能够方便的修改参数，具有友好的图形分析界面，方便对仿真结果进行分析。
该实验平台对于电力系统课程教学以及学生的学习具有非常重要的意义。
【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2015(000)024【总页数】2页(P56-57)【关键词】MATLAB GUI/simulink;实验仿真;电力系统【作者】张俊;完颜幸幸;邢润国;陈坤燚;谭必灯【作者单位】湖北民族学院;湖北民族学院;湖北民族学院;湖北民族学院;湖北民族学院【正文语种】中文0 引言随着计算机技术的发展，数字仿真技术也逐渐发展起来，目前已经成为研究电力系统的有效手段之一，MATLAB/simul ink为电力系统数字仿真提供了便捷的平台。
迄今，有许多学者利用simul ink作了大量的电力系统仿真研究，然而，这些研究多是以解决某一特殊问题而设计的仿真模型，具有较强的针对性，不适合用于电力系统实验教学。
利用图形用户界面的直观性、可调性、便捷性可以很好地向学生们展示电力系统实验的实验原理和过程。
从以上分析来看，本文借助MATLAB/simul ink方便、快捷的电力系统数字仿真能力以及MATLAB/GUI的界面制作功能来研制具有通用性、直观性、系统性的电力系统数字实验平台具有重要意义。
1 系统功能与结构设计本仿真平台的设计流程图如图1所示。
用户通过主界面选择实验项目，仿真平台切换至相应的GUI实验界面，在这个GUI界面上有一些实验所要用到的模块。
编辑框用来储存simul ink参数的值和显示实验结果的数据部分，坐标系则用来显示实验原理图和实验结果中的图形部分，“电力系统实验simul ink模型”和“电力电子实验simul ink模型”用来储存实验所需要的simul ink模型，按钮是运行整个界面的开始键，点击按钮，GUI界面首先会将编辑框内的数据赋给simul ink模型，然后调用并运行该模型，运行结束后的实验结果将显示在坐标系和编辑框内，其缩放比例可以通过修改用户界面的编辑框内的值来进行调整。