基于SVPWM异步电动机毕业论文
基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的研究
基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的研究异步风力发电机直接转矩控制是风力发电系统中的核心技术之一，其能够确保发电系统的安全运行和高效输出。
在传统控制方法中，由于异步发电机特性的不确定性以及外部环境干扰的影响，控制精度和效率较低。
而基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法能够解决这些问题，并具有出色的控制性能和稳定性。
本文将对此方法进行深度研究和详细阐述。
1. 基于SVPWM的风力发电机直接转矩控制原理SVPWM即空间矢量脉宽调制技术，它是一种高效的PWM控制方法，能够将三相交流电压转换为两个合成对称的方波信号，从而实现对电机速度和转矩的精密控制。
同时，SVPWM也能够有效减小齿槽谐波以及换相过程中的电压尖峰，保证电机运行的平稳性和稳定性。
异步风力发电机的直接转矩控制主要应用了磁场定向控制和电流内环闭环控制原理。
在该控制方法中，电机的速度和位置信息由编码器或者传感器获取，并通过转速控制器反馈至控制器。
根据此信息，控制器能够实现对电机输出磁场定向电流以及转矩电流的控制。
具体来说，SVPWM控制方法主要分为三个步骤：1）采样输入电压和电流信号，并进行四象限运算，确定电机转矩和位置信息。
2）将电机电流信号转化为abc坐标系下的矢量信号，计算出合成矢量以及其所在扇区。
3）根据合成矢量和扇区，进行开关管的开关控制，实现磁场定向和转矩控制。
在SVPWM控制过程中，关键是要确定合成矢量和扇区。
首先，通过坐标变换将三相电流转换为abc坐标系下的矢量；其次，根据矢量的和差性和相邻矢量的夹角，计算出合成矢量以及其所在扇区。
最后，根据合成矢量与各相基波的相对关系，确定开关管的开关方式和时序，实现对电机转矩和速度的控制。
2. 基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的实现基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的实现主要包括以下步骤：1）采集电机的速度和位置数据，通过速度控制器实现转速反馈，控制电机的速度。
变频器SVPWM控制系统设计及仿真毕业设计论文
摘要随着电力电子器件和微处理器芯片的发展，使得数字化变频调速技术成为当代电机控制技术的趋势。
传统的SPWM控制算法未顾及输出电流波形，不易于数字化。
所以需要更进一步的控制算法，来使电机产生恒定转矩，于是便产生电压空间矢量PWM(Space Vector Pulse Width Modulation，简称SVPWM)控制算法。
变频器SVPWM控制系统就是利用该算法的来对异步电机实行控制的，它的输出谐波小，也使得直流侧的电压利用率提升了15%。
本课题变频器的控制芯片是TMS320F2812DSP，采用SVPWM调制技术，产生PWM波形，并对6个IGBT的通断进行控制，从而在电机空间产生圆形旋转磁场，使电机产生恒定转矩。
本文最后一章还使用MATLAB /SIMULINK对变频器SVPWM进行仿真分析，仿真结果进一步验证了变频器SVPWM算法的可行性和正确性。
关键词：变频器；SVPWM；异步电机；MATLAB/SIMULINK仿真AbstractWith the development of power electronic devices and microproc essor chips, digital frequency conversion technology has become the trend of modern motor control technology. The traditional SPWM control algorithm does not take into account the output current waveform, not easy to digitize. Therefore, the need for further control algorithms, so that the motor generates a constant torque, so it will produce a voltage space vector PWM (Space Vector Pulse Width, SVPWM). Inverter SVPWM control system is the use of the algorithm to control the motor, its output harmonic is small, but also makes the DC side voltage utilization increased by 15%.The inverter control chip is TMS320F2812DSP, using SVPWM modulation technology, PWM waveform, and the 6 IGBT on-off control, resulting in a circular rotating magnetic field in motor space, makes the motor produce constant torque. In the last chapter of this paper, MATLAB /SIMULINK is used to simulate the frequency converter SVPWM, and the simulation results verify the feasibility and correctness of the SVPWM algorithm.Keywords: inverter;Space Vector Pulse Width Modulation;Asynchronous motor;simulation目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2变频器SVPWM的发展现状和趋势 (3)1.3课题研究要求及任务 (6)1.4论文的主要内容 (7)2变频器SVPWM控制系统结构及原理 (8)2.1变频器SVPWM控制系统结构 (8)2.2变频器SVPWM基本原理 (10)2.3变频器SVPWM法则推导 (12)2.4变频器SVPWM控制算法 (14)3变频器SVPWM控制系统设计 (22)3.1总体设计 (22)3.2主电路设计 (22)3.3驱动电路设计 (24)3.4控制电路设计 (26)3.5软件设计 (28)4变频器SVPWM控制系统建模仿真及结果分析 (29)4.1系统仿真模型的建立 (29)4.2系统仿真结果分析 (34)总结 (38)参考文献 (39)致谢 (40)1 绪论1.1 课题研究背景及意义在当今工业社会，能源的有效利用一直是科学研究的重要方向，这关乎与我们的可持续发展，因此，节能研究就显得越来越重要。
基于FPGA的SVPWM算法的实现毕业论文
基于FPGA的SVPWM算法的实现摘要：为了数字实现SVPWM的算法，文中采用了以FPGA作为硬件基础，给出了基于FPGA 的SVPWM算法的具体算法以及软件设计。
文中使用Verilog HDL编写FPGA程序，采用语句和图形编辑相结合的方式进行编程以达到程序结构清晰的目的。
程序采用Mealy型状态机的程序结构，以达到增加硬件资源的利用率，结构清晰，便于数字设计的目的。
其中，软件通过了Modelsim Altera进行仿真，给出了其相关的仿真波形图以说明其无误。
文中使用Storm ⅢFPGA开发板对软件进行验证，其中开发板的核心芯片为Altera 公司生产的EP3C10E144C8这款FPGA芯片，使用了RC滤波电路对PWM信号进行滤波处理并且给出了输出信号的示波器波形图和借助硬件电路驱动一台三相交流电机以说明其算法实现的准确性。
关键词：SVPWM；FPGA；空间矢量脉宽调制；Verilog HDLThe Realization of SVPWM Algorithm Based on FPGA Abstract: To realize digital SVPWM algorithm, this paper adopted in hardware based on FPGA, and gives the specific algorithm of SVPWM algorithm based on FPGA and the software design. FPGA program written in this paper, we use Verilog HDL, adopt the way of combining statements and graphics editing program in order to achieve the purpose of the program structure is clear. Program type with Mealy state machine structure, increase the utilization of hardware resources, in order to achieve the structure is clear, for the purpose of digital design. Among them, the software through the Modelsim Altera simulation, its related simulation waveform graph is given to illustrate its correct. In this paper, we use the Storm Ⅲ FPGA development threatening the software validation, in which development board of the core chipof Altera company EP3C10E144C8 the FPGA chip, using the RC filter circuit to filter the PWM signal and output signal oscilloscope waveform diagram is given to illustrate the accuracy of the algorithm.Key words: Space vector pulse width modulation; SVPWM; FPGA; Verilog HDL目录1 绪论 (1)1.1 空间矢量控制技术 (1)1.2 现场可编程门阵列 (2)1.3 本文研究容 (3)2 空间矢量控制 (4)2.1 空间矢量控制基本原理 (4)2.1.1空间矢量的定义 (4)2.1.2电压与磁链空间矢量的关系 (5)2.1.3六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场 (6)2.1.4 电压空间矢量的线性组合 (8)2.2 空间矢量控制算法 (10)2.2.1恒压频比 (10)2.2.2 Clark变换 (10)2.2.3 开关矢量持续时间计算 (11)2.2.4 扇区判断 (12)2.2.5 合成参考矢量 (12)3 基于FPGA的SVPWM算法的软件设计 (12)3.1 运算模块 (13)3.1.1 三相参考电压峰值计算模块 (13)3.1.2 三相电压矢量发生模块 (14)3.1.3 坐标变换模块 (15)3.1.4 开关导通时间计算模块 (15)3.1.5 参考矢量位置判断模块 (17)3.2 PWM信号发生模块 (18)3.3 死区模块 (19)3.4 软件总系统 (19)4 硬件与调试 (20)5 总结与展望 (22)致 (23)参考文献 (24)附录 (25)基于FPGA的SVPWM算法的实现1 绪论1.1 空间矢量控制技术直流电机和交流电机在19世纪先后诞生，鉴于直流电机具有优越的调速性能，高性能的可调速场合都采用直流电机，而约占所有电机总容量80%以上的不变速拖动系统则采用了交流电机，交流调速系统多种方案虽然已经早已问世，并已经投入到了实际应用当中，但是其性能却始终无法与直流调速系统相比。
基于SVPWM的异步电机变频调速系统的研究
基于SVPWM的异步电机变频调速系统的研究异步电机变频调速系统是现代电力系统中常用的一种调速方法，其通过改变电机的供电频率达到调节电机转速的目的。
随着电力电子技术的发展，基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的异步电机变频调速系统逐渐成为研究的热点。
本文将从SVPWM工作原理、SVPWM调速系统的基本结构和控制策略等方面对基于SVPWM的异步电机变频调速系统展开详细研究。
首先，介绍SVPWM的工作原理。
SVPWM是一种综合利用直流信号和交流信号来控制逆变器输出的方法，其通过合理的调节直流信号和交流信号的幅值和相位来实现对逆变器输出电压的控制。
SVPWM可以有效地提高电机的工作效率和调速响应速度，同时减小电机的谐波失真。
其次，介绍SVPWM调速系统的基本结构。
SVPWM调速系统主要由电源模块、逆变器模块、电机模块和控制模块组成。
电源模块负责提供电源电压，逆变器模块将直流电压转换为交流电压供给电机，电机模块将交流电压转换为机械能，控制模块对整个系统进行调节和控制。
然后，详细介绍SVPWM调速系统的控制策略。
SVPWM调速系统的控制策略可以分为开环控制和闭环控制两种方式。
对于开环控制，控制算法主要基于电机的数学模型，通过计算电机的工作状态和控制信号来实现对电机转速的调节。
而对于闭环控制，则需要实时采集电机的转速信息，通过反馈控制来实现对电机转速的精确调节。
最后，对基于SVPWM的异步电机变频调速系统的未来发展进行展望。
随着电力电子技术的进一步发展，基于SVPWM的异步电机变频调速系统将进一步提高其控制精度和调速性能，为各个工业领域提供更加可靠和高效的动力系统。
综上所述，基于SVPWM的异步电机变频调速系统是一种非常有潜力的调速方法。
通过深入研究SVPWM的工作原理、调速系统的基本结构和控制策略，可以更好地实现对异步电机的精确调速控制。
同时，基于SVPWM的异步电机变频调速系统也将在未来的发展中得到进一步的完善和应用。
基于SVPWM的异步电机直接转矩控制仿真研究
1 引言1.1交流调速技术的发展和现状在工农业生产、科技、国防及日常生活等各个领域，电动机作为主要的动力设备被广泛应用。
直流电动机相比于交流电动机，结构复杂、体积大、成本和维护费用高，并且不适于环境恶劣的场合，但凭借控制简单、调速平滑和性能良好等特点在早期电气传动领域中一直占据主导地位[1]。
从20世纪30年代开始，人们就致力于交流调速技术的研究。
特别是20世纪60年代以后，电力电子技术和控制技术的飞速发展，使得交流调速性能得到很大的提高，在实际应用领域也得到认可和快速的普及。
交流调速的发展可以说是硬件和软体的发展过程[3]。
随着电力电子技术、微处理器技术和自动化控制技术的不断完善和发展，使得交流调速系统的调速范围宽、速度精度高和动态响应快，其技术性能可与直流调速系统相媲美、相竞争，并在工程应用领域中逐渐取代直流调速系统[5]。
交流电动机的高效调速方法是变频调速，它不但能实现无级调速，而且根据负载的特性不同，通过适当调节电压和频率之间的关系，可使电机始终高效运行，并保证良好的动态特性，更能降低起动电流、增加起动转矩和改善电机的起动性能。
交流调速控制理论的发展经历了电压-频率控制、矢量控制、直接转矩控制，控制理论的发展使控制系统性能不断提高[2]。
电压-频率协调控制，即恒压频比控制，是指在基频以下调速时维持输出电压幅值和频率的比值恒定，实现恒转矩调速运行；在基频以上调速时，将输出电压维持在额定值，使磁通与频率成反比下降，实现弱磁恒功率调速运行。
其控制系统结构简单，成本低，能满足一般的平滑调速，但动、静态性能有限，适用于风机、水泵等负载对调速系统动态性能要求不高的场合[8]。
矢量控制就是将磁链与转矩解耦，有利于分别设计两者的调节器，以实现对交流电机的高性能调速。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器的矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等[12]。
这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。
中文翻译异步电动机基于svpwm的简化三电平矢量控制系统的研究--大学毕业设计论文
异步电动机基于SVPWM的简化三电平矢量控制系统的研究1 绪论三电平逆变器是应用于高压大容量传输领域的电源转换器,起源于1977年德国学者霍尔兹提出的三电平逆变器主电路及其程序。
1980年,纳夫莱和日本长冈大学的一些人在此基础上继续研究发展,用一对二极管取代了辅助夹开关,并且连接到上部和下部引脚主要开关的中点的按顺序分别补足中点箝位。
图1显示了该二极管中性点固定三电平逆变器的拓扑结构。
图1 二极管中性点固定三电平逆变器拓扑图2 简化三电平SVPWM算法三电平逆变器拓扑结构的每一相需要四个功率开关,两个钳位二极管,和四个持续流二极管。
不同的开关组合能产生不同的电压空间矢量规范，三电平逆变器可以产生27种不同的电压空间矢量规范, 每个适量对应着三电平逆变器不同的开关状态。
三电平电压空间矢量图如图2所示。
图2 三电平电压空间矢量三电平电压空间矢量比两电平电压空间矢量复杂很多。
过去，多数的三电平电压空间矢量控制方式是将一个象限划分为四个小三角形。
然后在每个小三角形里解决每个有效矢量动作时间。
解决所有的24个小三角形计算量是巨大的，为了确定的模式向量合成它需要解决在每个象限每个三角形的开关角。
所以与三角载波比较时我们可以计算比较。
这个计算方法是复杂的,很难适用于拓扑的三级或n能级(n≥3)逆变器。
三电平空间矢量可以被认为是由传统二级空间向量构成的6个小六角形。
三电平空间矢量图的每一个六角形的中心是小六边形内部的顶点。
三级空间矢量的分析如图3所示图3 三电平空间矢量分析三级电压空间矢量平面原始点是V0，当我们将三电平电压空间矢量平面减为两相电压空间矢量平面时，期望合成输出电压空间矢量的平面转化为包含参考电压空间矢量的小六角形。
原始点的6小六角是V1、V2、V3、V4、V5和V6.修正后我们可以考虑新的参考电压空间向量作为所需的输出电压空间矢量，然后按有效的顺序变换每个有效矢量和零矢量的坐标，然后整个研究平面完全转换为两级电压空间矢量平面。
基于svpwm的异步电机直接转矩控制原理及仿真-大学论文
毕业论文Array二○一四年六月基于SVPWM的异步电机直接转矩控制原理及仿真专业班级：电气工程及其自动化1班姓名：指导教师：轮机工程学院摘要本文首先论述了交流调速系统的发展与现状，简要回顾了电力电子器件、直接转矩控制技术、空间矢量脉宽调制技术的发展历程。
接着，系统地论述了直接转矩控制系统的原理，直接转矩控制技术是继矢量控制技术后发展的有一种高性能交流调速技术，它采用空间矢量的分析方式，在两相静止坐标系下计算并控制电机的电磁转矩和磁链。
不过，直接转矩控制技术作为一种较新颖的技术，自然存在着不少的问题，比如电流与转矩的脉动问题等。
本论文针对传统直接转矩控制系统所固有的问题，提出了基于空间矢量调制技术的直接转矩控制策略。
这种新型控制策略将两者的优点结合起来，把电动机和PWM逆变器看成一体，使电动机获得幅值恒定的近似圆形的磁场，以解决其转矩、电流脉动问题。
在论文的撰写阶段，本人做了如下的工作：通过理论分析，建立了两相静止坐标系下的异步电机数学模型，设计转矩和磁链观测模块，设计坐标变换模块，设计SVPWM生成模块。
最后使用Simulink进行仿真，根据原理，搭建出各个模块的仿真图，仿真实验结果表明，此种控制策略可以减少电磁转矩以及电流的脉动，大大提高直接转矩控制系统的控制性能。
关键词：异步电动机；直接转矩；空间矢量脉宽调制；MATLABABSTRACTFirstly, this thesis discusses the current situation and development of the alternating current governor system. And briefly retrospect the development history of power electronic devices, direct torque control system, and space vector pulse width modulation. Then systematically discuss the theory of direct torque control. It’s an alternating current governor technology with high performance developed after vector control technology, which adopts the analysis method of space vector to calculate and control the electromagnetic torque and flux linkage of motor in the two-phase static coordinate. However, naturally, there are some problems, such as the pulsation problem of current and electromagnetic torque in direct torque control technology for it is a rather novel technology. This thesis puts forward a control policy of direct torque control system based on space vector PWM aiming at the inherent problems of traditional direct torque control system.This new control policy combines two technologies together seeing the electromotor and PWM inverter as a whole to make a circular magnetic field with a constant amplitude to solve the pulsation problem of current and electromagnetic torque. In the period of writing this thesis, I have done the work as follows: Through the theory analysis, build the mathematical model of asynchronous motor in the two-phase static coordinate, and design the observation modules of torque and flux linkage, the coordinate transformation modules, and SVPWM generating modules.Lastly, I use Simulink to simulate them, building every simulation diagram according to the theory. And the result indicates that this control policy can promote the control performance of direct torque control system greatly through reducing the pulsation of torque and current.Keywords：Asynchronous motor，Direct torque control，Space vector pulse width modulation，MATLAB目录第1章绪论 (1)1.1 交流调速系统的发展与现状 (1)1.1.1 交流调速系统的硬件发展 (1)1.1.2 交流调速系统控制方法的发展 (1)1.2 直接转矩控制技术的发展与现状 (2)1.3 空间电压矢量调制技术（即SVPWM）的发展以及现状 (3)1.4 本章小结 (4)第2章异步电动机的数学模型 (5)2.1 三相静止坐标系下的异步电机数学模型 (5)2.2坐标变换 (6)2.2.1 三相—两相静止坐标变换 (6)2.2.2 两相—两相旋转坐标变换 (7)2.3 交流异步电动机在静止两相坐标系下的动态数学模型： (8)2.4 本章小结 (9)第3章直接转矩控制系统原理 (10)3.1直接转矩控制系统结构框图 (10)3.2 磁链控制闭环与转矩控制闭环 (10)3.2.1 磁链控制闭环 (10)3.2.2 转矩控制闭环 (13)3.3 逆变器 (14)3.4电压空间矢量选择 (15)3.5扇区判断 (16)3.6本章小结 (17)第4章空间矢量脉宽调制技术 (18)4.1 空间矢量脉宽调制原理 (18)4.2 期望电压空间矢量的获得 (21)4.3 SVPWM调制算法 (22)4.4 本章小结 (22)第5章基于SVPWM异步电机直接转矩控制系统 (23)5.1 基于SVPWM 直接转矩控制系统 (23)5.2磁链定向方式 (23)5.3 DTC-SVM的扇区判断 (24)5.4空间电压矢量调制 (26)5.5 本章小结 (28)第6章DTC-SVM仿真研究 (29)6.1 MATLAB/Simulink的简介 (29)6.2 基本仿真模块 (29)6.3 坐标变换仿真模块 (29)6.3.1三相—两相静止坐标仿真模块 (30)6.3.2 旋转坐标变换仿真模块 (30)6.4 转矩观测仿真模块 (30)6.5 磁链观测仿真模块图 (31)6.6 SVPWM仿真模块 (31)6.6.1 SVPWM模块仿真图 (32)6.6.2扇区判断仿真模块 (32)6.6.3基本电压空间矢量工作时间计算仿真模块 (32)6.6.4逆变器导通时刻计算 (34)6.6.5 SVPWM波生成模块 (34)6.7仿真实验结果 (35)6.7.1 定子磁链轨迹比较 (35)6.7.2定子电流比较 (36)6.7.3 转速响应比较 (38)6.7.4 转矩响应比较 (39)6.8 本章小结 (40)第7章结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录1 (44)附录2 (45)第1章绪论1.1 交流调速系统的发展与现状一直以来，直流调速系统以其简单而优越的调速性能，掩盖了其具有结构复杂，换向麻烦等缺点，被广泛地应用。
【推荐下载】基于SVPWM的异步电机位置伺服控制系统研究与仿真
张小只智能机械工业网张小只机械知识库基于SVPWM的异步电机位置伺服控制系统研究与仿真引言 在交流电机变频调速中pwm控制已经得到了日益广泛的应用，其中经典的正弦脉宽调制（spwm），它主要着眼于使逆变器输出的电压尽量接近正弦波，使pwm电压波的基波成分尽量大，谐波成分尽量小，但是该方法仅仅是一种近似，抑制谐波的能力有限。
而电压空间矢量脉宽调制（svpwm）是把逆变器和电机视为一体，控制电机获得幅值恒定的圆形旋转磁场。
它能够明显地减少逆变器的输出电压的谐波成分及电动机的谐波耗损，降低了转矩的脉动。
本文根据矢量控制和svpwm调制原理，建立了仿真模型，并对仿真中的关键问题和仿真结果进行了分析。
系统仿真模型的建立 基于svpwm的矢量控制模型 图1为位置伺服控制系统框图，该系统通过clarke变换和park变换将检测到的三相定子电流变换成同步旋转坐标系下的直流分量id、iq作为电流反馈。
给定位置与位置反馈的偏差值经过p调节器，输出作为用于转速控制的转速输入，位置环的输出与反馈转速的偏差经pi调节器，输出作为用于转矩控制的电流q轴分量，和通过变换计算的电流d轴分量，与电流反馈的偏差经pi调节器分别输出q、d同步旋转坐标轴下的电压分量vq、vd、vq、vd再经过park逆变换转换成两相静止坐标系下的电压分量vα、vβ。
最后采用svpwm技术产生pwm控制信号来控制逆变器。
根据svpwm矢量控制的原理，在matlab/simulink下建立系统的仿真模型，如图2所示。
整个仿真模型主要由电机本体模块、逆变器模块、svpwm生成模块、矢量变换模块、转子磁链位置观测模块等几部分组成。
为了使仿真模型更加接近于实际系。
基于SVPWM的异步电机变频调速系统的研究
基于SVPWM的异步电机变频调速系统的研究专业班级：J电气1001 学生姓名：王荀指导老师：乔薇职称：摘要:关键词:矢量控制; 变频调速; MATLAB; SVPWMResearch on Variable Frequency Speed Regulating System of AsynchronousMotor Based on SVPWMAbstract: In recent years, with the development of power electronics,micro-processorof motor control and the new theory of motor control, the control technology of asynchronous motor is highly promoted. Asynchronous motor has simple structure, low cost, comparable to DC motor control performance when using the vector control technology. Moreover, vector control of asynchronous motor has higher precision wider peed-regulating range and faster response. After in-depth study on the principle of asynchronous motor vector control system based on Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM).Vector Control System(VC) is one of the advanced theories,which is based on motor unification Principle,energy conversion and vector coordinate transformation theory.It has many advantages such as novelty, practicability and advancement.By transforming the model of AC motor to DC motor, the stator current is decomposed into two DC parts which are orientated towards the rotor magnetic field and controlled respectively.Thus the magnetic flux and torque are decoupled.In which way,It controls the asynchronous motor in a synchronous way.This thesis introduces the correlative information of variable frequency speed regulating, vector control system of asynchronous motor,and expatiates Space Vector Pulse Width Modulation(SVPWM).By using MATLAB dynamic simulation software,through the principle of the vector control system,get the structure model of variable frequency speed regulating system of asynchronous motor based on SVPWM,given all the detailed subschema and plan all the data,using the algorithm for SVPWM,the simulated model of variable frequency speedregulating system fed by SVPWM inverter is set up for asynchronous machine.Through the simulated model,get the result and analyzed it in detail.Key Words:Vector Control; Variable Frequency Speed Regulating;MATLAB;Space Vector Pulse Width Modulation目录第1章绪论 (1)1.1 交流电动机的发展概况 (1)1.2交流调速系统的特点 (1)1.3交流调速系统的发展历史 (2)1.4电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术 (3)1.4.1电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的原理 (3)1.4.2传统的正弦脉宽调制(SPWM)技术 (3)1.4.3电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的发展 (4)1.5本章小结 (4)第二章电压空间矢量脉宽调制技术 (5)2.1 SVPWM的主要思想 (5)2.2电压空间矢量 (5)2.2.1电压空间矢量的原理 (5)2.2.2 空间矢量的定义 (7)2.3 SVPWM的实现方式 (12)2.3.1 零矢量集中的实现方式 (12)2.3.2 零矢量分散的实现方法 (13)2.4 SVPWM控制的定子磁链 (14)2.4 SVPWM 控制模式的特点 (17)第三章直接转矩控制技术 (18)3.1直接转矩控制系统的特点与存在的问题 (18)3.1.1 直接转矩控制系统的特点 (18)3.1.2 直接转矩控制系统存在的问题 (19)3.2基于SVPWM的直接转矩控制系统 (19)3.2.1SVPWM控制直接转矩系统的原理 (19)3.2.3 PI 转矩控制 (21)3.2.4 参考电压的计算 (22)3.2.5 坐标变换 (22)3.3基于SVPWM 的直接转矩控制系统结构 (23)第四章仿真建模以及结果分析 (25)4.1Matlab/Simulink仿真工具箱的简介 (25)4.2异步电机直接转矩控制的仿真 (25)4.2.1 坐标变换模块 (26)4.2.2 磁链和转矩观测模块 (27)4.3 SVPWM模块 (27)4.3.1 电压矢量所处扇区判断模块 (27)4.3.2 扇区基本电压矢量工作时间计算模块 (28)4.3.3 开关时间切换模块 (29)4.3.4 PWM波生成模块图 (30)4.3.5 SVPWM模块图 (31)4.4 基于SVPWM 的直接转矩控制系统仿真 (32)4.4.1直接转矩控制系统仿真模型 (32)4.4.2直接转矩控制系统仿真结果 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第1章绪论随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，以电动机速度控制为中心的电动机控制系统已经得到了广泛应用。
基于改进SVPWM模型的异步电动机MRAS矢量控制
基于改进SVPWM模型的异步电动机MRAS矢量控制杨宁;缪仲翠【摘要】在分析SVPWM调制原理的基础上，对一种改进SVPWM的建模方法进行了详细研究。
借助于Matlab强大的仿真建模能力，结合异步电动机MRAS矢量控制模型，建立了改进的仿真模型，并将其与SVPWM的一般仿真模型比较。
仿真结果验证了改进的SVPWM仿真模型的正确性，与传统SVPWM相比结构简单，逻辑性强，运算量减少。
%An improved modelling of SVPWM is researched based on the analysis of the SVPWM. Through the powerful simulink of the Matlab simulation software,a simulation model of improved SVPWM with MRAS vector control of induction motor is established. Simulation and experimental results have verified that the improved SVPWM simulation model is correct,and the improved simulation model has simple structure,strong logic and reduced amount of computation compared with the traditional SVPWM model.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P537-540)【关键词】异步电动机;电压空间矢量脉宽调制;模型参考自适应系统;建模【作者】杨宁;缪仲翠【作者单位】兰州交通大学自动化与电气工程学院，兰州 730070;兰州交通大学自动化与电气工程学院，兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】TM343+.2近年，随着交流调速系统过程可控、高效、可节能等优点的逐渐显现，逐步取代了直流调速，并在工业应用领域得到了长足发展，其中以变压变频调速发展最为迅速[1].为了实现变压变频，PWM调制亦随之得到广泛应用.电压空间矢量PWM调制（SVPWM）是目前广泛使用的PWM脉宽调制方法之一，以形成圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作[2]，从而实现对电机的脉宽调制.SVPWM是一种优化的PWM方法，具有直流电压利用率高、易于数字化实现等特点.模型参考自适应系统（MRAS）是目前无速度传感器控制中最受关注的方法，以电机数学模型为基础，引入自适应控制，从而达到对电机转速进行估计的目的.在传统SVPWM调制仿真模型的基础上，对改进SVPWM的建模方法进行详细研究，搭建改进SVPWM的仿真模型，并结合异步电动机MRAS矢量控制，通过分析仿真结果，验证改进建模方法的正确性.对异步电动机而言，输入三相正弦电流的最终目标是产生空间圆形旋转磁场，进而形成恒定的电磁转矩.考虑把逆变器和异步电动机视为一体，从总体的角度来控制逆变器工作，通过空间矢量变换获得磁链，形成SVPWM[3].SVPWM电压空间矢量扇区划分如图1所示.根据桥臂的不同通断状态，得到8个基本空间矢量，包括有效工作矢量u1～u6和零矢量u0、u7.某一时刻输出电压矢量落到某个扇区，由该扇区的两个相邻电压矢量分别作用一定时间线性合成，期望输出电压矢量uref与磁链的运动方向一致，这样就将电机旋转磁场的形状问题转化为电压空间矢量合成期望输出运动轨迹的形状问题.传统SVPWM模型采用伏秒平衡原则进行电压矢量的合成[4-5].以图1所示第2扇区为例，则有：式中：T为脉宽调制周期；t1为u1作用时间；t2为u2作用时间；t0为u0或u1作用时间.在式（1）和式（2）的基础上，计算出每一扇区电压矢量的作用时间；根据电压空间矢量的输出时序原理，得到不同扇区的矢量切换点，根据式3进行切换点的计算.最后，与三角波进行比较，得到SVPWM的输出.根据SVPWM调制原理，完成改进的SVPWM的模型分析，改进的SVPWM调制实现的控制框图如图 2（a）所示，实现方法如图 2（b）所示.与传统SVPWM建模相比，扇区判断环节，采用直接判断法，根据图1所示电压矢量划分进行扇区的计算，通过逻辑与的关系完成扇区N的判断，模型逻辑性强，简单明了.仿真模型如图3所示.在θ角的计算过程中，根据坐标变换后输出的两相电压计算矢量角，在扇区N确定的前提下，将θ换算到0°～60°的范围，计算在每个扇区内的角度数.仿真模型如图4所示.按照式（4），计算t1和t2的值，因为t1+t2＜T，因此用零矢量u0、u7填补，m 为调制系数. 根据式（5）计算 t0.模型框图如图5所示.开关时间按照图2（b）所示SVPWM零矢量集中法进行计算，采用逻辑与非元件模块实现仿真.模型框图如图6所示.生成脉冲模块，本文采用更加直观的开关表进行模型的搭建，应用逻辑运算，与传统建模方法比较，减去了一部分运算量，其方框图如图7所示.模型参考自适应是一种基于稳定性设计的渐近估算方法，由一个参考模型、一个可调模型和自适应机制组成，在两个模型输出误差的基础上进行速度估算[6].其控制原理如图8所示.本文MRAS转速估算模块参考模型采用式（4）所示的电压模型，可调模型采用（5）式所示的电流模型.控制原理[7]如图3所示.式中：ψrd1，ψrq1为电压模型时转子磁链在dq轴上的分量；ud，uq为定子电压在轴 dq 上的分量；id，iq为定子电流在dq轴上的分量；Ls，Lr为定、转子自感；Lm为互感；Rs为定子电阻；σ为漏磁系数；式中：ψrd2，ψrq2分别为电流模型时转子磁链在d、q轴的分量；ωr为转子转速；Tr为转子时间常数；p为微分算子.在Matlab2010b环境下，通过Simulink丰富的模块库[8]，以异步电动机作为控制对象，在MRAS矢量控制的基础上建立改进SVPWM的仿真模型.逆变器直流母线电压为520 V，在0.5 s时加载60 N·m，仿真时间持续1 s.改进SVPWM模型的仿真结果如图9所示，整个MRAS矢量控制系统仿真结果如图10所示.从仿真结果可以看出，改进SVPWM模型输出切换点波形为标准马鞍形波形，并能准确判断扇区，完全达到SVPWM调制要求的性能.与MRAS矢量控制结合并仿真，电动机估算转速与实际转速基本一致，跟随性能良好.从图10转速波形可以看到，改进SVPWM模型可以完成对异步电动机的调制，改进SVPWM模型是正确的.本文基于异步电动机矢量控制，分析了SVPWM的理论基础，并详细研究了一种新的模型搭建方法.改进的SVPWM建模方法，较之传统建模方法有以下优点：①引入逻辑运算，逻辑性强；②控制框图更加直观，简单明了；③减少了一部分运算量.与异步电动机MRAS矢量控制结合，估算转速与电机转速一致，改进的SVPWM 模型对MRAS矢量控制下的电机形成较好的调制，减小了转矩脉动，整体矢量控制系统性能良好.【相关文献】［1］许期英，刘敏军.交流调速技术与系统［M］.北京：化学工业出版社，2010.［2］陈国呈.PWM变频调速技术［M］.北京：机械工业出版社，1998.［3］陈立扬，周立文.异步电机SVPWM 矢量控制系统仿真与实现［J］.电气传动自动化，2011，33（6）：11－16.［4］赵刚，王磊.三电平逆变器空间矢量控制算法研究［J］.电气传动，2012，42（11）：26－29.［5］周成，王群京，漆星，等.基于三相异步电机逆变器的SVPWM仿真与实验研究［J］.电气传动，2013，43（3）：31－34.［6］黄肇，袁旭龙，王晓芳.基于MRAS和SVPWM永磁同步电动机无位置传感器控制［J］.微特电机，2011（1）：54－57.［7］冯鹏辉，谭兮，刘国营，等.基于模型参考自适应的异步电机矢量控制系统［J］.湖南工业大学学报，2012，26（4）：46－51.［8］洪乃刚.电力电子、电机控制系统的建模和仿真［M］.北京：机械工业出版社，2010.。
异步电机SVPWM矢量控制仿真分析
异步电机SVPWM矢量控制仿真分析一、本文概述Overview of this article随着电力电子技术和控制理论的发展，异步电机（也称为感应电机）的矢量控制已成为实现高性能电机驱动的重要手段。
空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术，作为一种先进的调制策略，在电机驱动系统中得到了广泛应用。
本文旨在探讨异步电机基于SVPWM的矢量控制方法，并通过仿真分析验证其控制效果。
With the development of power electronics technology and control theory, vector control of asynchronous motors (also known as induction motors) has become an important means to achieve high-performance motor drive. Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) technology, as an advanced modulation strategy, has been widely used in motor drive systems. This article aims to explore the vector control method of asynchronous motors based on SVPWM, and verify its control effect through simulation analysis.文章首先介绍了异步电机矢量控制的基本原理，包括坐标变换、磁场定向控制等关键技术。
然后，详细阐述了SVPWM的基本原理和实现方法，包括空间矢量的合成、占空比的计算以及调制波形的生成等。
接下来，通过仿真模型的建立，对异步电机SVPWM矢量控制系统进行了仿真分析，包括启动过程、稳态运行、动态响应等多个方面。
异步电机SVPWM的矢量控制系统研究
异步电机SVPWM的矢量控制系统研究异步电机SVPWM的矢量控制系统研究摘要：随着现代工业的发展，异步电机作为一种重要的驱动装置，其控制技术的研究变得尤为重要。
SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）作为一种新兴的调制技术，可以提高异步电机的控制精度和效率。
本文通过对SVPWM矢量控制系统的研究，深入探讨了其原理、优化方法及应用前景。
1. 引言异步电机在工业生产中广泛应用，其控制技术日益成熟。
传统的控制方法如DTC（Direct Torque Control）虽然可以实现较好的控制效果，但在某些情况下存在控制精度低、响应迟缓等问题。
为了克服传统控制方法的不足，SVPWM矢量控制技术被提出并逐渐成为研究热点。
2. SVPWM矢量控制原理SVPWM是一种通过改变电压的高低电平、均值和占空比来控制电动机输出转矩的调制技术。
其基本原理是将三相交流电压转换为一个旋转磁矢量，通过矢量的变换和调制来实现对电机的控制。
SVPWM矢量控制技术可以精确控制电机的转矩、速度和位置，同时具备快速动态响应的特点。
3. SVPWM矢量控制系统优化方法为了进一步提高SVPWM矢量控制系统的性能，减少控制误差，优化方法被广泛应用。
其中包括：（1）参数优化：通过对系统参数进行合理选择和调整，来优化控制效果。
（2）控制策略优化：研究不同的控制策略，如闭环控制、开环控制和预测控制等，以提高系统的响应速度和鲁棒性。
（3）仿真分析优化：通过仿真分析方法，对系统进行优化设计，提前发现问题并解决。
4. SVPWM矢量控制技术在不同领域的应用由于SVPWM矢量控制技术具备精度高、效率高、稳定性好等特点，使得其在各个领域的应用日益广泛。
如在电力系统中，可以应用于风力发电、水泵控制等领域；在交通运输领域，可以用于电动汽车、电动船舶等的驱动系统；在机械制造领域，可以用于机床、印刷机、纺织机等设备的控制。
基于SVPWM的异步电动机矢量控制变频调速系统
图 #$ 转差频率矢量控制系统原理结构
该系统 为 转 差 频 率 控 制 的 间 接 矢 量 控 制 系 统， 其特点为电动机的定子电流频率始终能够随 转子的实际转速同步升降， 使得转速的调节更为 平滑。该系统采用速度闭环， 磁链开环控制。系 统的给定量有转速给定 ! " 和磁链电流给定 ! " *+ 。 总的控制思路是： 速度偏差经过调节器输出为转
基于 !"#$% 的异步电动机矢量控制变频调速系统
贾! 华， 李俊彪， 崔军辉
（ "# 内蒙古科技大学 信息工程学院， 内蒙古 包头 $"%$"$ ） 摘要： 从异步电动机的动态数学模型出发， 介绍一种基于 &’()’* + ,-./01(230 的异步电动机仿真模型， 并阐述电压 空间矢量脉宽调制的基本原理， 在此基础上建立基于 ,456& 的异步电动机矢量控制系统， 并使用 ,27/)208 对 该系统进行仿真。仿真试验结果表明该调制算法正确， 系统方案切实可行， 控制系统具有较好的动态和静态性 能。 关键词： ,456&；矢量控制；变频调速；,27/)208
收稿日期： <$$G-$<-"E ； 修改稿收到日期： <$$G-$%-$%
)’ !"#$% 原理及其仿真实现
因为逆变桥的上下桥臂开关状态互补， 所以 （ 规定上桥臂导 可以形成八种开关状态 $$$ D """ 通为 " ， 下桥臂导通为 $ ） ， 八种开关状态分别对应 复平面上八个基本电压空间矢量 /$ D /E ， 其中 /$
［ <］ 和 /E 为零向量， 其它六个为非零向量 。图 < 给
出了基本电压空间矢量和参考电压矢量 ! 9AF 在 !0" ! !
伺服电机毕业设计论文
南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文）题目：SVPWM 在BLDC电机中的应用Graduation Design (Thesis) SVPWM in The Application of BLDC MotorByZHU XiangSupervised byTENG Fu LinSchool of AutomationNanjing Institute of TechnologyJune, 2012毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
永磁同步电机 SVPWM控制及仿真毕业论文
永磁同步电机 SVPWM控制及仿真毕业论文第一章绪论1.1本课题的研究意义及目的1.1.1本课题的研究意义永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor）是指采用永磁磁铁为转子的同步电动机。
永磁同步电机具有结构简单，体积小、重量轻、损耗小、效率高、功率因数高等优点，在工农业生产中，有大量的生产机械要求连续的以大致不变的速度运行，例如风机、泵、压缩机、普通车床等。
这类机械设备大量采用普通三相感应电动机驱动，但感应电动机的效率和功率因数较低，能源浪费厉害。
随着社会对节能的重视和国家对高效电机和永磁电机的推广力度的加大，这些节能潜力大的设备都有被永磁电机和普通高效电机代替的需求。
而这些机械采用永磁电机则可获得比普通电机高得多的效率和功率因数。
在某些场合，负载率低，若采用普通电机，轻载时功率因数和效率低，经济运行范围窄，造成大量的电能浪费。
若采用永磁电机，部分设备可适当的降低电机容量，可以实现高效、高功率因数和宽广的经济运行范围，节约大量的电能。
在一些生产机械中，要求多台电动机同步运行。
普通电机的转速和电源频率之间没有严格的固定关系，随着负载的变化而变化，即使是同一厂家生产相同规格的感应电动机，其转速也有一定的差别，难以保证多台电动机以相同的转速运行。
永磁同步电动机的转速与电源频率之间有严格的固定关系，只要多台电动机的供电电源频率和电动机极对数相同，就可以方便的实现同步运行。
这在某些纺织设备上已得到很好的推广。
既节约了能源，又能很方便的实现电动机同步运行。
这对于国家提出的节能减排政策和国家社会主义现代化建设具有最要意义。
1.1.2 课题目的本课题以永磁同步电机为被控对象，设计了两种控制器，即传统的线性PI控制器和自适应的模糊控制策略。
永磁同步电动机的矢量控制可以获得很高的性能，该系统中控制器的设计对系统的性能起主要作用。
线性PI控制器的主要组成部分为比例—积分环节，积分控制器的输出与输入偏差对时间的积分成正比。
SVPWM异步电动机矢量控制系统研究
2
矢量控制数学模型
为了解决电动机分析中的耦合问题，
R.H.Park 提出将定子变换到一个固定在转子上的 同步旋转参考坐标系（ M-T轴系）。 异步电动机矢量控制就是通过坐标变换，把 定子电流分解成 M-T轴系下的两个直流分量，M、 T 轴方向上分别为定子电流励磁分量和定子电流 转矩分量。通过独立控制励磁和转矩电流，达到 调节转速和转矩的目的，使其具有直流电动机的
(1)
Te = n p Lm (isT irM − isM irT ) = n p
Lm ϕr isT = n pTrϕr isT Lr
(2)
式中下标 s 代表定子量， r 代表转子量， M 代 表 M 轴分量， T 代表 T 轴分量。 RS 、 Rr 分别为定子 转子电阻；LS、Lr分别为定子转子自感；usM、usT 分别为定子电压 M轴 T轴分量； isM、 isT分别为定 子电流 M轴 T轴分量；irM、irT分别为转子电流 M轴 T轴分量；Lm为定转子间互感；ωe为同步角速度； np 为电机极对数； p 为微分算子； ∆ω 为转差角速 度；φr为转子磁链；Te为电磁转矩；Tr为转子绕组 时间常数。 由（ 1） 、 （ 2）式可得
文献标识码： A
Analysis of SVPWM Vector Control for Asynchronous Motor
Shen Zhe, Qiao Mingzhong, Zhang Xiaofeng, Zhu Junjie
(Department of Electrical Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan430033, China)
Lm p −ωe Ls ⎤⎡isM ⎤ ⎡usM ⎤ ⎡Rs + Ls p −ωe Ls ⎥⎢i ⎥ ⎢u ⎥ ⎢ ω L Rs + Ls p ωe Lm Lm p ⎥⎢ sT ⎥ ⎢ sT ⎥ = ⎢ e s ⎢ 0 ⎥ ⎢ Lm p −∆ωLm Rr + Lr p −∆ωLr ⎥⎢irM ⎥ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ∆ωLr Rr + Lr p⎦ ⎣ irT ⎦ Lm p ⎣ 0 ⎦ ⎣ ∆ωLm
基于SVPWM的异步电机直接转矩控制系统研究
基于SVPWM的异步电机直接转矩控制系统研究
周立求
【期刊名称】《湖北理工学院学报》
【年(卷),期】2008(024)001
【摘要】介绍了一种以TMS320LF2407A为核心的异步电机直接转矩控制系统.系统采用空间电压矢量脉宽调制技术得到逆变器的开关控制信号.实验结果表明,采用SVPWM 技术的异步电机直接转矩控制系统实现简单、性能优良,大大改善了电机的运行品质,提高了电压利用率.
【总页数】5页(P1-4,24)
【作者】周立求
【作者单位】黄石理工学院电气与电子信患工程学院,湖北,黄石,435003
【正文语种】中文
【中图分类】TM346
【相关文献】
1.基于SVPWM的异步电机位置伺服控制系统研究与仿真 [J], 黄青松;邱亚娟;
2.基于DSP的SVPWM异步电机控制系统研究 [J], 高海洲
3.基于SVPWM的异步电机直接转矩控制系统仿真研究 [J], 牛明波;魏清汉;王德全
4.基于SVPWM的异步电机直接转矩控制系统仿真研究 [J], 牛明波;魏清汉;王德全
5.基于DSP的异步电机SVPWM调速系统研究与实现 [J], 白世禄;
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基于svpwm的异步电机直接转矩控制系统研究
基于svpwm的异步电机直接转矩控制系统研究近年来，随着工业自动化的发展，工业控制领域的要求越来越高，对电机控制的精度和稳定性提出了更高的要求。
因此，异步电机控制研究成为当前研究热点之一。
文主要针对电路实现比较复杂、调试困难的异步电机直接转矩控制，研究基于SVPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）技术的异步电机直接转矩控制系统。
首先，研究微机控制异步电机直接转矩控制时，对转矩交流电机进行模型建模及参数的计算。
其次，运用SVPWM技术将正弦脉冲（正弦脉冲宽度调制）传递给转矩控制电机，实现输出转矩的控制，并实现异步电机的高精度转矩控制。
最后，介绍该系统的相关实验结果，证明该系统具有较强的抗干扰能力。
本文首先对异步电机进行模型建模及参数计算，研究其特性，解决电路实现较为复杂，耗时较长的问题。
首先，通过两个正交矢量解析式分别计算转矩交流电机的正回路和反回路电流，紧接着，根据电流计算转矩交流电机的功率因数，并建立模型。
其次，运用SVPWM技术对转矩控制电机的输入施加正弦脉冲，以此控制转矩的响应，从而实现高精度的同步转矩控制。
而正弦脉冲宽度可以通过调节相位角来实现，控制转矩电机的转矩调节精度可以达到1%。
基于SVPWM技术的异步电机直接转矩控制系统，具有良好的运行性能。
实验中发现，该系统的转矩调节精度可以达到1%，具有较强的抗干扰能力，此外，该系统可以良好的抵抗电机负载变化，提高了电机的稳定性和可靠性。
总的来说，基于SVPWM技术的异步电机直接转矩控制系统，具有良好的性能，可以较好的抗电网干扰及电机负载变化，提高电机的精度和稳定性。
本文通过研究基于SVPWM技术的异步电机直接转矩控制系统，可以有效的提高异步电机的精度和稳定性，从而满足日益增长的工业自动化的需求。
未来的研究将朝着对异步电机转矩控制技术进行改进，使其在复杂环境中也具有较强的稳定性，从而更好地满足实际应用需求。
异步电机SVPWM的矢量控制系统研究
I重庆大学硕士学位Fra bibliotek文ABSTRACT
In recent years, with the development of power electronics, micro-processor of motor control and the new theory of motor control, the control technology of asynchronous motor is highly promoted. Asynchronous motor has simple structure, low cost, comparable to DC motor control performance when using the vector control technology. Moreover, vector control of asynchronous motor has higher precision, wider peed-regulating range and faster response. After in-depth study on the principle of asynchronous motor vector control system based on Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM), an asynchronous motor vector control system based on the DSP control chip of TMS320F2812 is designed. Through simulation and experimental test, the performance of control system has been tested and evaluated. First, on the base of the low-voltage squirrel-cage asynchronous motor, the mathematical model under three-phase static coordinate system, two-phase static coordinate system and circular coordinate system are analyzed by using the theory of coordinate transformation. Then the components between torque and magnetic field of stator winding current are decoupled which uses the rotor- field-oriented technology. After space vector PWM modulation algorithms and implementation methods have been analyzed, dual closed- loop vector control system of asynchronous motor is worked out. Then, a mathematical model of asynchronous motor in static a-ß coordinate had been established by the Matlab/Simulink, on this basis, a simulation model of asynchronous motor vector control system based on Space Vector Pulse Width Modulation had been established. The system include a motor module, coordinate transformation module, flux observer module, PI regulator module, SVPWM module and so on. Then some situations such as starting performance and input load for step, ramp and sine wave had been simulated and analyzed. The simulation results prove the above model’ s dynamic process accords with practical speed regulating process. According as the principle of vector control system for asynchronous motor, the hardware and software of the digital asynchronous motor vector control system based on the control chip of TMS320F2812 are designed. Hardware system include the circuit design and parameter selection of main circuit (rectifier circuit, filter circuit and inverter circuit), detection circuit(current, voltage detection circuit and the speed detection circuit) and auxiliary circuit; The software design includes main program, subprogram
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学科分类号： 08 人文科技学院本科生毕业论文题目：异步电动机矢量控制技术的研究毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名：日期：人文科技学院本科毕业论文诚信声明本人重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：二0一年月日异步电动机矢量控制技术的研究摘要：现代电力电子技术和计算机控制技术的快速发展，促进了电气传动的技术革命。
交流调速取代了直流调速，计算机数字控制取代了模拟控制己成为发展趋势。
电压空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，简称SVPWM)控制技术则是一种优化了的PWM控制技术，和传统的PWM法相比，不但具有直流利用率高(比传统的SPWM法提高了约15%)，输出谐波少，控制方法简单等优点，而且易于实现数字化。
论文在分析异步电机结构及特点基础上，先对矢量控制技术进行详细的分析和推导，然后运用空间电压矢量技术(SVPWM)，对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基本原理进行详细的分析和推导，并将SVPWM对比PWM和SPWM各自的特点，最后介绍了SVPWM的基本原理及其传统的实现算法,并通过SVPWM的算法构建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。
关键词：矢量控制；空间电压矢量；Matlab/SIMULINK仿真Research on asynchronous motor vector control technologyAbstract：With the development of modern power electronics and control technology based on computer, the technical revolution of electrical drive is promoted.It is a trend that AC drive replaces DC drive and computer-aided digital control takes the place of traditional analog control.Space-vector pulse width modulation (SVPWM)is a kind of superiorized PWM control technique: achieving the effective utilization of the DC supply voltage(compared with the traditional SPWM, reduced by 15.47%), having little harmonic output and the easy control method, furthermore easy to realize the digitization.The organization and characteristic of asynchronous motor was introduced.First vector control technology to conduct a detailed analysis and derivation,Then,Using the Space Vector Pulse Width Modulation(SVPWM) as the control algorithm,And the SVPWM contrast PWM and SPWM their own characteristics,Finally, the basic principle of SVPWM and the traditional algorithm are introduced, and constructing Matlab/Simulink simulation model by SVPWM algorithm .In the end, the simulation on results verifies the correctness and feasibility of the algorithm.Key words：vector control system；SVPWM；Matlab/Simulink目录第一章绪论 (1)1.1 现代交流调速系统的发展 (1)1.2 矢量控制 (3)1.3 研究容 (3)第二章异步电动机的多变量数学模型 (5)2.1 异步电动机在三相坐标系上的数学模型和性质 (5)2.1.1 异步电动机在三相坐标系上的数学模型 (5)2.1.2 异步电动机在三相坐标系上数学模型的性质 (11)2.2 坐标变换 (12)2.2.1 三相静止/两相静止坐标变换（3S/2S） (13)2.2.2 两相静止/两相同步旋转的坐标变换（2S/2R） (15)2.2.3 直角坐标—极坐标变换(K/P) (17)2.3 异步电动机在两相坐标系上的数学模型 (17)2.3.1 两相任意旋转坐标系上的数学模型 (17)2.3.2 两相静止坐标系上的数学模型 (21)2.3.3 两相同步旋转坐标系上的数学模型 (22)2.3.4 按转子磁场（磁通）定向的数学模型 (23)第三章电压空间矢量脉宽调制(SVPVM) (25)3.1电压空间矢量的基本原理 (25)3.2电压空间矢量的实现 (26)3.2.1电压空间矢量的合成 (26)3.2.2 电压空间矢量所在扇区的判断 (27)3.3电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制 (29)3.4SVPWM与PWM、SPWM的比较 (32)第四章 SVPWM仿真及结果分析 (33)4.1MATLAB动态仿真工具SIMULINK简介 (33)4.2SVPWM的SIMULINK实现 (34)4.3仿真结果及其波形分析 (39)第五章结束语 (43)致谢 (44)参考文献 (45)第一章绪论1.1 现代交流调速系统的发展长期以来在调速传动领域大多采用磁场电流和电枢电流可以独立控制的直流电动机传动系统，它的调速性能和转矩控制特性比较理想，可以获得良好的动态响应，然而由于在结构上存在的问题使其在设计容量受到限制，不能适应高速大容量化的发展方向。
交流电动机以其结构简单、制造方便、运行可靠，可以以更高的转速运转，可用于恶劣环境等优点得到了广泛的运用，但交流电动机的调速比较困难。
在上个世纪20年代，人们认识到变频调速是交流电动机一种最理想的调速方法，由于当时的变频电源设备庞大，可靠性差，变频调速技术发展缓慢。
60年代至今，电力电子技术和控制技术的发展[1]，使交流调速性能可以与直流调速相媲美。
现代电子技术(包括大规模集成电路技术、电力电子技术和计算机技术)的飞速发展、电动机控制理论的不断完善以及计算机仿真技术的日益成熟，极大的推动了交流电动机变频调速技术的发展[2]。
电气传动是现代最主要的机电能量变换形式之一。
在当今社会中广泛应用着各式各样电气传动系统，其中许多机械有调速的要求：如车辆、电梯、机床、造纸机械、纺织机械等等，为了满足运行、生产、工艺的要求往往需要调速的另一类设备如风机、水泵等为了减少运行损耗，节约电能也需要调速。
如果根据原动机来分类，那么原动机是直流电动机的系统称之为直流电气传动系统；反之原动机是交流电动机的系统，则称之为交流电气传动系统。
如果根据转速的变化情况来分类，电气传动系统又可分为恒速电气传动系统和变速电气传动系统两大类。
在上世纪80年代以前，直流传动是唯一的电气传动方式。
这是因为直流电动机调速方便，只要改变电机的输入电压或励磁电流，就可以在宽广的围实现无级调速，而且在磁场一定的条件下它的转矩和电流成正比，从而使得它的转矩易于控制、转矩的调节性能和控制性能比较理想。
但是，在直流电气传动系统中，由于直流电动机本身在结构上存在严重的问题，它的机械接触换向器不但结构复杂，制造费时，价格昂贵，而且在运行中容易产生火花，特别是由于换向器强度不高等问题的存在，直流电动机无法做成高速大容量的机组；此外由于电刷易于摩擦等问题存在，在运行中需要有经常性的维护检修，以上这些缺陷就造成了直流电气传动不尽理想。
1885年交流鼠笼型异步电动机的问世打破了直流传动作为唯一电气传动方式的局面。
由于它结构简单、运行可靠、价格低廉而且坚固耐用，惯量小，便于维修，适用于恶劣环境等特点，使其在工农业生产中得到了极广泛的应用。
但是交流电动机调速比较困难，而且其调速性能(调速围、稳定性或静差、平滑性等)却无法与直流调速系统相媲美，因此这些电机绝大部分都是恒速运行的。
早在19世纪30年代，国外就开始研究各种交流电机变速传动。
在早期采用的主要是绕线式异步电动机转子外串电阻和鼠笼型异步电动机变极调速。
后来在50年代异步电动机定子串饱和电抗器的调速方法也有了一定的发展。
由于受电机结构和制造工艺的限制，变极调速通常只能实现两三种极对数的变换，不能做到连续地调节速度，调速围和极数都非常有限。
此外还可以依靠改变定子电压(改变电源电压或定子串阻抗)，或绕线型电动机转子串电阻，或带有转差离合器的异步电机调节励磁电流都可实现变转差率调速。
但是电机的损耗与转差率成比例地增大，效率随转速的降低而降低，由于电机在高转差、低转速下运行特性恶化，使实际可行的调速围受到限制。
在60年代大功率半导体变频装置的问世开创了电力电子技术发展的新时代，这种半导体电力电子器件具有体积小、价格低、坚固耐用、性能良好等优点，通过使用它可以连续地改变电源频率，十分理想地实现交流电动机的无级调速，从而使交流电机调速技术飞跃发展。