SVPWM 仿真实现及结果分析
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1 提供条件： MATLAB 仿真软件；
2 设计内容与要求: 1）.查阅相关脉宽调制（PWM）特别是空间矢量脉宽调制（SVPWM）
的资料，了解课题研究的背景与意义，熟悉国内外研究现 状 2）.学习 SVPWM 调制方法的基本原理， 3）.熟悉 MATLAB 软件，熟练 Simulink 仿真平台 4）.构建系统的仿真平台 5）.进行仿真实验，验证改进的空间矢量脉宽调制方法
关键字：空间矢量脉宽调制；仿真；建模；算法；Matlab/Simulink
I
江苏科技大学本科毕业设计（论文）
Abstract
Together with the continual development of all-controlled fast semiconductor self-turn-off devices and intelligent high speed micro-control chip, the digitized PWM is becoming the trend of PWM control technique development . However, the traditional SPWM method is more suitable for analog circuits, and the traditional SPWM can not adapt to the development trend of the digitization of the modem power and electric. 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 article presents the developing condition of PWM and SVPWM firstly.The theory of SVPWM is discussed in detail. 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.
Keywords：svpwm；simulation；modeling；algorithm；Matlab/Simulink
IIຫໍສະໝຸດ Baidu
江苏科技大学本科毕业设计（论文）
目录
第一章 绪论............................................................................................................ 1
第三章 SVPWM 控制算法分析及仿真...................................................12
3.1 MATLAB 动态仿真工具 SIMULINK 简介................................................. 12 3.2 SVPWM 的控制算法..................................................................................... 13
法. 华中科技大学学报(自然科学版). 2005(2), 50-53. [5] 田亚菲,何继爱等. 电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法仿真实
现及分析. 电力系统及其自动化学报. 2004(8), 68-71 [6] 熊建,康勇等.电压空间矢量调制与常规 SPWM 的比较研究. 电
力电子技术. 1999(1), 25-28. [7] J.Holtz. Pulsewidth modulation for electronic power
conversion. IEEE Proceedings. 1994(8), 1194-1214. [8] 薛定宇. 控制系统仿真与计算机辅助设计. 机械工业出版社.
2004.
系(教研室)主任：
（签章）
学院主管领导：
（签章）
注：1、如页面不够可加附页 2、以上一～五项由指导教师填写
年月日 年月日
江苏科技大学本科毕业设计（论文）
第二章 SVPWM 技术的控制原理...............................................................7
2.1 空间电压矢量的定义.......................................................................................7 2.2 三相逆变器的基本电压矢量...........................................................................8 2.3 电压空间矢量的线性组合与 SVPWM 控制................................................. 9 2.4 本章小结.........................................................................................................11
1.2.1 脉宽调制技术的应用.............................................................................3 1.3 电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术发展概况......................................... 4 1.4 本课题研究内容............................................................................................6 1.5 本章小结...........................................................................................................6
本文首先对脉宽调制技术的发展现状进行了综述，在此基础上分析了电压空间矢 量脉宽调制技术的发展现状，接着对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基本原理 进行了详细的分析和推导。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。
四、同组设计者（若无则留空）：
五、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:
[1] 陈坚. 电力电子学. 高等教育出版社. 2002. [2] 王兆安，黄俊.电力电子技术.机械工业出版社. 2000. [3] 陈伯时. 电力拖动自动控制系统. 机械工业出版社. 2003. [4] 马小珍,徐金榜等. 一种改进的 PWM 整流器空间矢量控制算
1.1 课题的研究背景..............................................................................................1 1.2 脉宽调制技术（PWM）技术发展现状......................................................... 1
3.2.1 参考电压矢量U ref 所处扇区 N 的判断..............................................15 3.2.2 计算相邻两电压空间矢量的作用时间TX , TY ...................................17 3.2.3 计算 A，B，C 三相相应的开关时间 Tcm1 ,Tcm2 ,Tcm3 .........................20 3.3 SVPWM 的 SIMULINK 实现........................................................................20 3.4 本章小结.........................................................................................................24
第四章 SVPWM 仿真结果及分析.............................................................25
4.1 仿真结果及其波形分析.................................................................................25 4.2 本章小结.........................................................................................................28
江苏科技大学
本 科 毕 业 设 计（论文）
学院 专业 学生姓名 班级学号
指导教师
电子信息学院 电气工程及其自动化
雍康震
二零零九年六月
电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）仿真实现
The Simulation Of Voltage space vector pulse width modulation
江苏科技大学
二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等） 1. 毕业设计论文一份（不少于 1.5 万字）； 2. 外文译文一篇（不少于 5000 英文单词）； 3. 仿真程序(光盘一张)。
三、完成日期及进度 自 2009 年 3 月 9 日起至 2009 年 6 月 19 日止 进度安排： 3 月 9 日——3 月 30 日：查阅相关资料，熟悉国内外研究现状， 撰写开题报告，翻译 3 月 31 日——4 月 13 日：学习 SVPWM 调制方法基本原理 4 月 14 日——4 月 27 日：熟悉 MATLAB 4 月 28 日——5 月 11 日：构建仿真平台 5 月 12 日——5 月 25 日：进行仿真实验，验证控制策略 5 月26日——6月19 日：撰写毕业设计论文，答辩
摘要
随着全控型快速半导体自开关器件和智能型高速微控制芯片的发展，使得数字化 PWM成为PWM控制技术发展的趋势。但是传统的SPWM法比较适合模拟电路实现， 不适应于现代电力电子技术数字化的发展趋势。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。
毕业论文（设计）任务书
学 院： 张家港校区 学 号： 0545503234 指导教师： 袁文华
专 业：(张家港)电气工程及其自动化 姓 名：雍康震 职 称： 助教
2009 年 3 月 4 日
毕业设计（论文）题目：电压空间矢量脉宽调制（SVPWM)仿 真实现
一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达 到的指标和应做的实验等）
2 设计内容与要求: 1）.查阅相关脉宽调制（PWM）特别是空间矢量脉宽调制（SVPWM）
的资料，了解课题研究的背景与意义，熟悉国内外研究现 状 2）.学习 SVPWM 调制方法的基本原理， 3）.熟悉 MATLAB 软件，熟练 Simulink 仿真平台 4）.构建系统的仿真平台 5）.进行仿真实验，验证改进的空间矢量脉宽调制方法
关键字：空间矢量脉宽调制；仿真；建模；算法；Matlab/Simulink
I
江苏科技大学本科毕业设计（论文）
Abstract
Together with the continual development of all-controlled fast semiconductor self-turn-off devices and intelligent high speed micro-control chip, the digitized PWM is becoming the trend of PWM control technique development . However, the traditional SPWM method is more suitable for analog circuits, and the traditional SPWM can not adapt to the development trend of the digitization of the modem power and electric. 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 article presents the developing condition of PWM and SVPWM firstly.The theory of SVPWM is discussed in detail. 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.
Keywords：svpwm；simulation；modeling；algorithm；Matlab/Simulink
IIຫໍສະໝຸດ Baidu
江苏科技大学本科毕业设计（论文）
目录
第一章 绪论............................................................................................................ 1
第三章 SVPWM 控制算法分析及仿真...................................................12
3.1 MATLAB 动态仿真工具 SIMULINK 简介................................................. 12 3.2 SVPWM 的控制算法..................................................................................... 13
法. 华中科技大学学报(自然科学版). 2005(2), 50-53. [5] 田亚菲,何继爱等. 电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法仿真实
现及分析. 电力系统及其自动化学报. 2004(8), 68-71 [6] 熊建,康勇等.电压空间矢量调制与常规 SPWM 的比较研究. 电
力电子技术. 1999(1), 25-28. [7] J.Holtz. Pulsewidth modulation for electronic power
conversion. IEEE Proceedings. 1994(8), 1194-1214. [8] 薛定宇. 控制系统仿真与计算机辅助设计. 机械工业出版社.
2004.
系(教研室)主任：
（签章）
学院主管领导：
（签章）
注：1、如页面不够可加附页 2、以上一～五项由指导教师填写
年月日 年月日
江苏科技大学本科毕业设计（论文）
第二章 SVPWM 技术的控制原理...............................................................7
2.1 空间电压矢量的定义.......................................................................................7 2.2 三相逆变器的基本电压矢量...........................................................................8 2.3 电压空间矢量的线性组合与 SVPWM 控制................................................. 9 2.4 本章小结.........................................................................................................11
1.2.1 脉宽调制技术的应用.............................................................................3 1.3 电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术发展概况......................................... 4 1.4 本课题研究内容............................................................................................6 1.5 本章小结...........................................................................................................6
本文首先对脉宽调制技术的发展现状进行了综述，在此基础上分析了电压空间矢 量脉宽调制技术的发展现状，接着对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基本原理 进行了详细的分析和推导。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。
四、同组设计者（若无则留空）：
五、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:
[1] 陈坚. 电力电子学. 高等教育出版社. 2002. [2] 王兆安，黄俊.电力电子技术.机械工业出版社. 2000. [3] 陈伯时. 电力拖动自动控制系统. 机械工业出版社. 2003. [4] 马小珍,徐金榜等. 一种改进的 PWM 整流器空间矢量控制算
1.1 课题的研究背景..............................................................................................1 1.2 脉宽调制技术（PWM）技术发展现状......................................................... 1
3.2.1 参考电压矢量U ref 所处扇区 N 的判断..............................................15 3.2.2 计算相邻两电压空间矢量的作用时间TX , TY ...................................17 3.2.3 计算 A，B，C 三相相应的开关时间 Tcm1 ,Tcm2 ,Tcm3 .........................20 3.3 SVPWM 的 SIMULINK 实现........................................................................20 3.4 本章小结.........................................................................................................24
第四章 SVPWM 仿真结果及分析.............................................................25
4.1 仿真结果及其波形分析.................................................................................25 4.2 本章小结.........................................................................................................28
江苏科技大学
本 科 毕 业 设 计（论文）
学院 专业 学生姓名 班级学号
指导教师
电子信息学院 电气工程及其自动化
雍康震
二零零九年六月
电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）仿真实现
The Simulation Of Voltage space vector pulse width modulation
江苏科技大学
二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等） 1. 毕业设计论文一份（不少于 1.5 万字）； 2. 外文译文一篇（不少于 5000 英文单词）； 3. 仿真程序(光盘一张)。
三、完成日期及进度 自 2009 年 3 月 9 日起至 2009 年 6 月 19 日止 进度安排： 3 月 9 日——3 月 30 日：查阅相关资料，熟悉国内外研究现状， 撰写开题报告，翻译 3 月 31 日——4 月 13 日：学习 SVPWM 调制方法基本原理 4 月 14 日——4 月 27 日：熟悉 MATLAB 4 月 28 日——5 月 11 日：构建仿真平台 5 月 12 日——5 月 25 日：进行仿真实验，验证控制策略 5 月26日——6月19 日：撰写毕业设计论文，答辩
摘要
随着全控型快速半导体自开关器件和智能型高速微控制芯片的发展，使得数字化 PWM成为PWM控制技术发展的趋势。但是传统的SPWM法比较适合模拟电路实现， 不适应于现代电力电子技术数字化的发展趋势。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。
毕业论文（设计）任务书
学 院： 张家港校区 学 号： 0545503234 指导教师： 袁文华
专 业：(张家港)电气工程及其自动化 姓 名：雍康震 职 称： 助教
2009 年 3 月 4 日
毕业设计（论文）题目：电压空间矢量脉宽调制（SVPWM)仿 真实现
一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达 到的指标和应做的实验等）