感应电机矢量控制系统的仿真

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基于MRAS的改进型无速度传感器矢量控制系统仿真

作者简介：为勇（９７）男，士研究生，要研究方向为电力电子与运动控制。徐１８一，硕主
４２
青岛大学学报（程技术版）工
第２６卷
一
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一
（３）
在两相静止坐标系上，子磁链在ａｐ轴＿Ｏ量为转 — Ｌ０分
为平台，验证了新的速度估计方法的正确性。
１无速度传感器矢量控制系统的设计
１１无速度传感器矢量控制系统的基本方程．
异步电动机在两相静止坐标系上的电压方程式＿为５
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式中，＝Ｌ／为转子电磁时间常数。Ｔ＝尺＝
Ｌ分别为两相坐标系上定子、子自感；为两相坐标系上同轴定子、转Ｌ转子问的互感。由式（）的第１２行可得定子回路的两相电压方程为１，
一
பைடு நூலகம்
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（２）
收稿日期：２１一Ｏ０１４—２７
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基于Matlab的交流感应电机矢量控制系统研究

矢量控制又称为磁场定向控制，即把交流电机空
坐标轴。若忽略由反电动势引起的交叉耦合，只需检测出定子电流的ｄ轴分量，就可以观测转子磁通幅值，当转子磁通恒定时，电磁转矩与定子电流的ｑ轴分量成正比，过控制定子电流的叮轴分量就可通以实现对电磁转矩的控制。由电压方程的ｄ轴分量控制转子磁通，分量控制转矩从而实现磁通和ｑ轴转矩的解耦控制。我们把这样选取的ｄ轴称为轴，ｑ轴为逆时钟转９。即垂直与矢量的方而０，
Ｓｍｕｉｋ．ＢｅａｅｏｈｉａｖｎｔｇｓｏｒｄｔｎｌＰＤｏｔｏｌｒｗｅｕｅｅｓｎｌｅｒｎｃｎｒ１ｉｌｎｃｕｓｆｔｅｄｓｄａａｅｆｔａｉｉａＩｃｎｒｌ，ｓｄａｎｗｉｇｅｎｕｏｏｔｏ．Ｔｈｅ－ｏｅｅｒａｓｎｂｌｔｎａｉｉａｅｂｅｅｔｆｅｙｔｅｓｍｕａｉｎｒｓｌｓｏａｉｉａｄｖｌｄｔｈｖｅｎｔｓｉｄｂｈｉｌｔｏｅｕｔ．ｙｙｉ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＢａｅｎｔｔｅｔｃｌｍｏｅｆＡＣｎｕｔｏｔｒ，ａｍｐｒｖｄＡＣｉｄｔｏｔｒｖｃｏｏｔｏｓｄｏｈｅｍａｈｍａｉａｄｌｏｉｄｃｉｎｍｏｏｎｉｏｅｎｕｃｉｎｍｏｏｅｔｒｃｎｒｌ
司的Ｂａｃｋ又将这种一般化的概念形成系统理论，ｌｈｅｓ以磁场定向控制的名称在ＳｍｎｅｅｉｅｓＲｎｗ上发表，ｅ并申请了专利。随着各国专家学者研究的不断深入，电子计算机技术、大规模集成电路技术以及电力电子器件技术的发展，特别是数字信号处理来自（Ｓ）ＤＰ的应用，

感应电动机转差型矢量控制系统的设计

感应电动机转差型矢量控制系统的设计1 引言感应电动机具有结构简单、坚固耐用、转速高、容量大、运行可靠等优点。

但是，由于感应电动机是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，磁通和转矩耦合在一起，不能像直流电动机那样，磁通和转矩可以分别控制。

所以，一直到20世纪80年代都没有获得高性能的感应电动机调速系统。

近年来，随着电力电子技术、现代控制理论等相关技术的发展，使得感应电动机在可调传动中获得了越来越广泛的应用。

矢量控制策略的提出，更是实现了磁通和转矩的解耦控制，其控制效果可媲美直流电动机。

本文在分析感应电动机矢量控制原理的基础上，基于matlab/simulink建立了感应电动机转差型矢量控制系统仿真模型，仿真结果证明了该模型的合理性。

并在此基础上进行系统的软、硬件设计，通过实验验证控制策略的正确性。

2 矢量控制的基本原理长期以来，直流电动机具有很好的运行特性和控制特性，通过调节励磁电流和电枢电流可以很容易的实现对转矩的控制。

因为它的转矩在主磁极励磁磁通保持恒定的情况下与电枢电流成线性关系，所以通过电枢电流环作用就可以快速而准确地实现转矩控制，不仅使系统具有良好稳态性能，又具有良好的动态性能。

但是，由于换向器和电刷的原因，直流电动机有它固有的缺点，如制造复杂，成本高，需要定期维修，运行速度受到限制，难以在有防腐防暴特殊要求的场合下应用等等。

矢量控制的设计思想是模拟直流电动机的控制特点进行交流电动机控制。

基于交流电动机动态模型，通过矢量坐标变换和转子磁链定向，得到等效直流电动机的数学模型，使交流电动机的动态模型简化，并实现磁链和转矩的解耦。

然后按照直流电动机模型设计控制系统，可以实现优良的静、动态性能。

转子磁链ψr仅由定子电流励磁电流ism产生，与定子电流转矩分量ist无关，而电磁转矩te正比于转子磁链和定子电流转矩分量的乘积，这充分说明了感应电动机矢量控制系统按转子磁链定向可以实现磁通和转矩的完全解耦。

感应电机转差频率矢量控制系统仿真分析

静态和动态性能，同时简化了矢量控制的方法，具有结
图１异步电机多变量非线性动态结构图
２０世纪７（）年代，西门子公司提出的矢量控制理念使得对交流电机的高性能调速成为可能。其基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体方法是通过坐标变换，将异步电动机的定子电流
矢量分解为产生磁场的电流分量和产生转矩的电流分量分别加以控制。调速系统的动态特性取决于其对丁ｅ的控制能力，任何电气传动控制系统均服从以下基本运动方程：
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—
构简单、容易实现、控制精度高的特点，广泛应用于异步电机矢量控制中。
通镶电潦梭】Ｉ：
２０１３年３月２５日第３（）卷第２期
ＴｅｌｅｃｏｍＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｒ．２５，２０１３，Ｖｏ１．３０Ｎｏ．２
文章编号：１００９ — ３６６４（２０１３）０２ — ００４８ — ０３
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感应电机转差频率矢量控制系统仿真分析
赵睿

基于MatlabSimulink的异步电机矢量控制系统仿真

基于MatlabSimulink的异步电机矢量控制系统仿真一、本文概述随着电力电子技术和控制理论的不断发展，异步电机矢量控制系统已成为现代电机控制领域的重要分支。

该系统通过精确控制异步电机的磁通和转矩，实现了对电机的高效、稳定和动态性能的优化。

Matlab/Simulink作为一种强大的仿真工具，为异步电机矢量控制系统的研究和设计提供了便捷的平台。

本文旨在探讨基于Matlab/Simulink的异步电机矢量控制系统仿真方法。

文章将简要介绍异步电机矢量控制的基本原理和关键技术，包括空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术、转子磁链观测技术以及矢量控制策略等。

详细阐述如何利用Matlab/Simulink搭建异步电机矢量控制系统的仿真模型，包括电机模型、控制器模型以及系统仿真模型的构建过程。

文章还将探讨仿真模型的参数设置、仿真过程以及仿真结果的分析方法。

通过本文的研究，读者可以深入了解异步电机矢量控制系统的基本原理和仿真方法，掌握基于Matlab/Simulink的仿真技术，为异步电机矢量控制系统的实际设计和应用提供有益的参考和借鉴。

本文的研究也有助于推动异步电机矢量控制技术的发展和应用领域的拓展。

二、异步电机基本原理异步电机，又称感应电机，是一种广泛应用于工业领域的电动机。

其基本原理基于电磁感应和电磁力作用。

异步电机主要包括定子（静止部分）和转子（旋转部分）。

定子通常由铁芯和三相绕组构成，而转子则可能由实心铁芯、鼠笼型或绕线型结构组成。

当异步电机通电时，定子绕组中的三相电流会产生旋转磁场。

这个旋转磁场与转子中的导体相互作用，根据法拉第电磁感应定律，会在转子导体中产生感应电动势和感应电流。

这些感应电流在旋转磁场的作用下，受到电磁力的作用，从而使转子产生旋转力矩，驱动转子旋转。

异步电机的旋转速度与定子旋转磁场的旋转速度并不完全同步，这也是其被称为“异步”电机的原因。

异步电机的旋转速度通常略低于旋转磁场的同步速度，这是由于转子导体的电感和电阻导致的电磁延迟效应。

感应电机矢量控制系统仿真研究

１引言
２交流异步电机的数学模型
矢量变换控制（ｒｎｖｃｒｃｎｒ１的控制思想Ｔａｓｅｔｏｔ）ｏｏ就是利用矢量坐标变换方法及利用矢量坐标变换
电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，在实际应用中，一是要使电动机具有较高的机电能量转换效率；二是根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度。以交流电动机作为控制对象的电力传动自动控制系统称之为交流调速系统［１１。
ｏｖｃｏｃｎｒｌｙｔｍｆｒｎｕｆｎｆｅｔｒｏｔｓｓｏｅｏｉｄｃｏｍｏｏ，ｗｈｃｃｎａｎｔｅｐｅｌｏａｄｈｃｒｎｌｏｉｔｒｓｉｈｏｔｉｓｈｓｅｄｏｐｎｔｅｕｒｔｏｐ，ＷａｂｉｅＳｕｌｔｔｒｕｈｏｇｎｃｌｏｉｉｇｄｆｒｎｕｃｉｎｌｂｏｋ．Ｔｅｓｍｕａｏｅｕ￣ｐｏｅｉｅｓｎｂｌｙｎｖｌｉｈｏｇｒａｉａｌｃｍｂｎｎｉｅｅｔｆｎｔａｌｃｓｈｉｌｔｎｒｓｌｙｏｉｒｖｄｔｒａｏａｉｔａｄａｉｔｓｉｄｙａｄｉｐｖｄｄａｎｗｗｙｔｅｉｎｍｏｏｏｔｌｒ．ｎｔｒｉｅｅａｏｄｓｇｔｒｃｎｒｌｓｏｏｅＫｅｒｓｎｕｔｎｍｏｏ；ＳＷＭ；Ｖｅｔｒｃｎｒｌｓｓｅ；ＦｎｔｎｌｃｓＳｍｕａｉｎｙｗｏｄ：ＩｄｃｉｔｒｏＶＰｃｏｏｔｙｔｍｏｕｃｏａｂｏｋ；ｉｌｔｉｌｏ

基于无速度传感器的并联双感应电机矢量控制仿真研究

收稿日期：００３９２１ —０ —０
基金项目：家自然科学基金项目（０７０５国６７４４）作者简介：仲辉（９５）男，南益阳人，士吴１８一，湖硕
第２期
吴仲辉等：于无速度传感器的并联双感应电机矢量控制仿真研究基
有良好的动、态性能．稳关键词：自适应伪降阶观测器；并联双感应电机；无速度传感器；矢量控制；直接转子磁场定向文献标识码：ＡＤＩ１．９９ｊｉｎ１７ — ６０．Ｏ００．０Ｏ：０３６／．ｓ．６１９６２１．２０３ｓ
观测器的极点不依赖于感应电机的转速，其应用到磁链观测中，利于提高转速和转矩的响应速度；出了单逆变器将有给
控制并联双感应电机的直接转子磁场定向的矢量控制方案，推导出旋转坐标系下励磁电流分量和转矩电流分量，建并构其仿真模型，对电机参数和负载不平衡情况进行了仿真分析．真结果表明在电机参数和负载不平衡情况下，统具并仿系
响系统的可靠性．因此，去掉转速传感器对降低传动系
统复杂性和成本、高运用可靠性具有积极的影提
响
．文献［５１３无速度传感器控制技术应用１— ６将

感应电机矢量控制系统的仿真研究

转变换实现了定子电流励磁分量与转距分量之间的解耦，而达到从对交流电机的磁链和电流分别控制的目的Ｊ这样就可以将一台三．
感应电机；矢量控制；ｉｕｉｋＳｍｌ；ｎＰＷＭ；真仿
１南京信息工程大学信息与控制学院，南京
２１０４０４
图１二极原形电机
Ｆｉ１Ａｒｈｅｙａｔｒｇ．ｃｔｐｌｍｏｏ
２巴黎高科大学，巴黎法国
张伟，感应电机矢量控制系统的仿真研究．等．
ｌ０３
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Ｕｄ＝Ｒｄｄ－ｉ４Ｄ，－Ｕｔ，ＵＱ＝ＲＱＱ＋Ｕｔ，ｉＱ，Ｕｄ＝ＲｄｄＨＡＮｅ，ｔ１Ｓｍｕａｉｆｖｃｒｃｎｒｌｓｓｍｆｉｄｃｏｔｒ．ＧＷｉｅａ．ｉｌｔｎｏｅｔｏｔｙｔｏｎｕｔｎｍｏｏｓｏｏｏｅｉ
关键词
１７９１年由德国人Ｂａｃｋｌｓｈｅ提出的矢量控制理论，现代电气传在动领域得到了广泛的应用，成为以交流电动机作为控制对象的交并流变频调速系统的主流．量控制技术根据磁动势等效原则，矢应用坐标变换将三相系统等效为二相系统，过按磁场定向的同步旋经
相异步电机等效为直流电机来控制，从而获得了与直流调速系统同样的静、动态性能．文借助于ＭｔｂＳｕｎ本ａａ／ｉｌｋ的功能元件，ｌｍｉ将交流

基于MATLABSimulinkSimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真

基于MATLABSimulinkSimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真一、本文概述随着电力电子技术和控制理论的快速发展，永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的调速性能，在电动汽车、风力发电、机器人和工业自动化等领域得到了广泛应用。

然而，PMSM的高性能运行依赖于先进的控制系统，其中矢量控制（Vector Control, VC）是最常用的控制策略之一。

矢量控制，也称为场向量控制，其基本思想是通过坐标变换将电机的定子电流分解为与磁场方向正交的两个分量——转矩分量和励磁分量，并分别进行控制，从而实现电机的高性能运行。

这种控制策略需要对电机的动态行为和电磁关系有深入的理解，并且要求控制系统能够快速、准确地响应各种工况变化。

MATLAB/Simulink/SimPowerSystems是MathWorks公司开发的一套强大的电力系统和电机控制系统仿真工具。

通过Simulink的图形化建模环境和SimPowerSystems的电机及电力电子元件库，用户可以方便地进行电机控制系统的建模、仿真和分析。

本文旨在介绍基于MATLAB/Simulink/SimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统的建模与仿真方法。

将简要概述永磁同步电机的基本结构和运行原理，然后详细介绍矢量控制的基本原理和坐标变换方法。

接着，将通过一个具体的案例，展示如何使用Simulink和SimPowerSystems进行永磁同步电机矢量控制系统的建模和仿真，并分析仿真结果，验证控制策略的有效性。

将讨论在实际应用中可能遇到的挑战和问题，并提出相应的解决方案。

通过本文的阅读，读者可以对永磁同步电机矢量控制系统有更深入的理解，并掌握使用MATLAB/Simulink/SimPowerSystems进行电机控制系统仿真的基本方法。

基于模糊逻辑的感应电机矢量控制系统仿真

①电机三相绕组对称；②忽略磁饱和，绕组自感及互感是线性的；③忽略铁耗的影响。在以上条件下，列出感应电机在 — 坐标系下的数学模型。在 — 坐
方向轴７１轴逆时针旋转９。即垂直于矢量，０，的方向。异步电机在Ｍ — 坐标系下的数学模型为：
矢量控制技术由于实现了感应电机的转矩电流分
量和磁通分量之间的解耦控制，使得感应电机能够获得与直流电机相媲美的调速性能。然而由于异步电机是多变量、非线性、强耦合的系统，并且在运行过程中存在参数时变的特性，因此，很难确定其精确的数学模型。再者，常规ＰＤ控制器不能有效克服负载、Ｉ模型参数的大范围变化及其非线性因素的影响，因而在高性能、高精度场合不能满足要求。将模糊控制器直接用于电机控制可以充分体现模糊控制器鲁棒性强的特点。１异步电机矢量控制原理
第５期（第１８期）总６２１０１年１０月
机械工程与自动化
ＭＥＣＨＡＮＩＡＬＥＮＧＩＥＥＮＧ＆ＡｒＣＮｍＵ０ＭＡＩＴＯＮ
Ｎｏ５．Ｏｃ．ｔ
文章编号：６２６１（０）００６ —３１７ —４３２１１— １９０１
摘要：通过对感应电动机动态电磁关系的分析，引出了感应电动机的数学模型和在一坐标系上的数学模型表达式，指出了感应电动机的模型是一多变量、强耦合的非线性系统。将模糊控制技术应用于感应电机的变频调速中，设计了一种转速模糊控制器，并用ＭＡＬＢＳｌｋ对基于模糊控制的感应电机矢量控制系ＴＡ／ｉｉｍｕｎ

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。

异步电机矢量控制系统仿真与应用

调试都具有足够辨识精度，高动静态性能和高控制效果。关键词：矢量控制；无位置传感器控制；模型参考自适应系统；ＭｔｂＳｕｎａａ／ｉｌｋｌｍｉ
中图分类号：Ｔ３３Ｐ７．Ｍ４；Ｔ２３＋２文献标志码：Ａ文章编号：１０ —８８２１）４０３．４０１６４（００ｏ．ｏ００
ｓｈｅｗｅｔｂＳｍｕｉｋｓｍｕａｉｎａｄｔｅｅｐｒｍｅｔｔｎｏｈｅｓｒｅｓａｙｃｒｎｕｔｒｕｓｂｔｅｎＭａｌ／ｉｌｉｌｔｎｈｘｅａｎｏｉｎａｉｆｔｅｓｎｏｌｓｓｎｈｏｏｓｍｏｏｏ
微电机
异步电机矢量控制系统仿真与应用
林贞发，游林儒，庄桂玉，李敏，胡庆华
（华南理工大学自动化科学与工程学院，广州５ｏ４）１６ｏ
摘要：无速度传感器感应电机具有价格低和高可靠性等优点，为取代速度传感器，提出了一种基于
ＴＳ２Ｌ９１ＳＭ３０Ｆ８２ＤＰ的无位置传感器异步电机矢量控制系统。文章主要介绍了矢量控制的基本方程，并．根据这些方程建立模型参考自适应系统（ＲＳ来估计转子磁链，最后通过ＭｆｂＳｕｉＭＡ）ａａ／ｉｌｋ仿真与基ｌｍｎ于ＤＰ的无速度传感器异步电动机矢量控制实验进行对比分析，验证了该仿真和实际电机控制系统的Ｓ
ｐｅｉｏｒｃｓｎ，ｅｃｌｔｄｎｍｉ，ｓａｉｅｏｎｅｎｉｈｃｎｒｌｅｆｃ．ｉｘｅｌｙａｃｔｔｐｆｍａｅｓａｄｈｇｏｔｏｆｔｅｃｅＫｅｏｄ：ＶｃｏｏｔｌＰｓｔｎｓｎｏｓｏｔｌＭＲＡＳ；ＭａｌｂＳｍｕｉｋｙＷｒｓｅｔｒｃｎｏ；ｏｉｏｅｓｒｌｓｃｎｒ；ｒｉｅｏｔ／ｉｌａｎ

交流感应电机矢量解耦控制系统仿真研究

ｆｒＡＣｎｄｕｃｉｎＭｏｏｒＯＩｔｏｔ
ＫＡＮａ — ｈｎＸｉｎｏｇ，ＺＨＡＮＧｅ — ｘａｇＷｎｉｎ
（ｎｅｌｅｃｏｔｌｅｈｏｏｙＩｓｔｔ，ｈｊｎｎｉｎｖｒｉ，ｎｂｈｊｎ１００ｈｎ）ＩｔｉｎｅＣｎｒｃｎｌｇｔｕｅＺｅｉｇＷａｌＵｉｓｙＮｉｇｏＺｅｉｇ５１，ＣｉａｌｇｏＴｎｉａｅｔａ３
关键词：矢量变换；解耦控制；磁场定向：电流内模控制
中图分类号：Ｐ９．Ｔ３ａｉｎｏｃｕｌｄＶｅｔｒＣｏｔｏｙｔｍｍｕｅｉｌｔｏｆＤｅｏｐｅｃｏｎｒｌＳｓｅ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ｎｏｄｒｔａｅｉｔｃｏｎｈｆｃｆｔｅｐｒｍｅｅｓｎｎｉｅｒｙｃｕｅｙｄｆｅｅｔｆｕＩｒｅｏｔｋｎｏａｃｕｔｔｅｅｆｔｏｈａａｔｒｏｌａｔａｓｄｂｉｒｎｘｅｎｉｆｌｓｔｒｔｎａｏｇｗｉｈａａｉｎｆｔｒｕｏｄｉｈｅｌｅｐｒｍｅｔｌｓｓｅ，ｔｉｐｐｒｓａｔｔｈａｕａｉｌｎｔｔｅｖｒｔｏｓｏｏｑｅｌａｎｔｅｒａｘｅｏｈｉｉｎａｙｔｍｓｈｓａｅｔｒｓｗｉｔｅｈｄｎｍｉｓｎｈｏｏｓｍｏｏｄｌｉｈ —ｑｒｆｒｎｅｆａｏａｉｇａｙｃｒｎｕｐｅｎｔｏｕｅｈｙａｃａｙｃｒｎｕｔｒｍｏｅｎｔｅｄｅｅｅｃｒｍｅｒｔｔｔｓｎｈｏｏｓｓｅｄａｄｉｒｄｃｓｔｅｎｎＩｔｒａｄｌＣｎｒｌｍｅｈｄＯｎｔｅｂｓｓｏｉｈａｄｒｔｒｆｘｏｉｎｅｅｔｒｃｎｒｌｈｔｔｒｃｒｅｔｎｅｎｌＭｏｅｏｔｔｏ．ｏｈａｉｆｗｈｃｎｏｏｕｒｔｄｖｃｏｏｔｏ，ｔｅｓａｏｕｒｎｌｅｃｎｒｌｒｒｅａｌｄｙｄｓｇｅ。ａｄｒｂｓｎｓｆｔｅｃｒｅｔｉｔｒａｄｌｃｎｒｌｒｔｕｈｎｎｉｅｒｏｔｏｌｓｗｅｅｄｔｉｌｅｉｎｄｎｏｕｔｅｓｏｈｕｒｎｎｅｎｌｍｏｅｏｔｏｌｏｓｃｏｌｎａｅｅｅｐｒｍｅｅｓｗａｎｌｚｄａａｔｒｓａａｙｅ．ＢｓｄｏｈｄｌｏｅＶｅｔｒＣｎｒｌｓｍｕａｉｎｓｓｅｗｓｅｔｂｉｈｄｎａｅｎｔｅｍｏｅ，ａｗｈｌｃｏｏｔｏｉｌｔｙｔｍａｓａｌｅ，ａｄｏｓｓｂｅｕｎｌｈｉｌｔｎｓｕｙｗｓｃｒｅｕｅｐｃｉｅｙｗｉｎｉｈｕｕａｕａｉｎｔｉｄｃｔｄｔａ，ｕｓｑｅｔｔｅｓｍｕａｉｔｄａａｒｄｏｔｒｓｅｔｌｔａｄｗｔｏｔｆｘｓｔｒｔｏ．Ｉｎｉａｅｈｔｙｏｉｖｈｌｆｍｔｅｓｍｕａｉｎｒｓｌ，ｔｅｃｒｅｔｉｔｒａｄｌｃｎｒｌｅｓｃｕｄｐｏｉｅｇｏｔａｙ—ｓａｅａｄｄｎｍｉｒｈｉｌｔｅｕｔｈｕｒｎｎｅｎｌｍｏｅｏｔｏｌｒｏｌｒｖｄｏｄｓｅｄｏｏｓｔｔｎｙａｃｄｃｕｌｄｐｒｏｍａｃｎｅｏｈｍｏｅｔｈｎｎｄｌｍｉｍａｃｉｇｅｏｐｅｅｆｒｎｅｕｄｒｂｔｄｌｍａｃｉｇａｄｍｏｅｓｔｈｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ＶｅｔｒｔａｓｏｍａｉｎＤｅｏｐｅｏｔｏ；ｉｌ — ｏｅｔｔｏ；ｎｅｎｌｍｏｅｕｅｔｃｎｒｌｃｏｒｎｆｒｔ；ｃｕｌｄｃｎｒｌＦｅｄｏｉｒｎａｉｎＩｔｒａｄｌｃｒｎｏｔｏ

基于MATLAB的感应电机矢量控制系统的仿真

（重庆大学高电压电工新技术教育部重点实验室，重庆４Ｏ４）ＯＯ４摘要：该文根据感应电机矢量控制的基本原理，基于ＭＡ／ＩｕＮ ⅡＡＢｓＭｕＫ构造了电压型ＳＷＭ逆变器供电的感应电机按转Ｐ子磁场定向的矢量控制系统的仿真模型。通过仿真试验验证了模型的正确性，并分析验证了该文所建立的调速系统具有快速的启动性能及良好的抗扰动性能，基本上实现了完全解耦控制；另外，分析了感应参数变化对调速系统的影响，明转子说电阻及励磁电感等参数对获得良好的调速系统的性能的重要性。该模型可通用于笼型异步电机，在使用时只需输入不同的
ｉｄｃｉｎｍａｈｎｎｔｏｔｏｙｔｍｔｈｅｅｅｃｒｍｅｆｘｄｔｅｒｔｒｉｓａｌｓｅｎｔｉｐｐｒｎｕｔｃｉｅａｄｉｃｎｒｌｓｓｅｗｉｔｅｒｆｒｎｅｆａｅｏｔｏｏｓｅｔｂｉｈｄｉｓａｅ．ｏｓｈｉｈｈＳｍｕａｉｎｏｎｙｓｏｈａｉｉｆｔｅｍｏｅ，ｕｓａｉａｅｔｅｆｓｉｌｔｏｓｎｔｌｈｗｔｅｖｌｄｔｏｈｄｌｂｔａｏｖｄｔｈａｔ— ｓａｅｏｍａｃｄｅｃｌｅｔｏｙｌｌｔｒｐｒｒｎｅａｘｅｌｎｔｆｎｄｓｕｂｃｏｅａｃａａｉｔｆｔｅｄｖｙｔｍ．Ｉｄｉｏ，ｈｆｅｔｆｐｒｅｅｓｖｒｅｙｉａｙｉｅｉｔｒａｅｔｌｒｎｅｃｐｂｌｙｏｈｒｅｓｓｅｎｉｉｎａｄｔｎｔｅｅｆｃｓｏａａｔｒａｔｓａｌｓｚｄｉｍｉｎａｃｒｉｇｔｔｅｉｌｔｏｅｕｔ．Ｔｅｍｐｒａｃｏａａｅｅｓｔｅｏａｃｓｆｔｅｒｖｙｔｍｉｃｏｄｎｏｈｓｍｕａｉｎｒｓｌｓｈｉｏｎｅｆｐｒｔｍｔｒｏｐｒｒｎｅｏｈｄｅｓｓｅｆｍｉｓａｃｕｔｄｆｒｓｅｉｌｏｏｅｉｔｎｅａｄｍａｎｔａｉｎｉｄｃａｃ．Ｔｅｍｏｅａｅｃｎｅｉｎｙｕｅｙｃｏｎｅｏ，ｅｐｃａｙｒｔｒｒｓｓａｃｇｅｉｔｕｔｅｈｄｌｎｂｏｖｎｅｔｓｄｂｌｎｚｏｎｎｃｌ

盘式感应电机SVPWM矢量控制系统建模仿真

方式的矢量控制系统进行仿真，对仿真结果进行了分析和比较，结果表明ＳＰＶＷＭ矢量控制系统转速响应迅速，电流、转矩波动小，仿真结果验证了建模方法的有效性。
关键词：矢量控制；仿真；ＳＰＶＷＭ；盘式感应电机；Ｍａａ／ｉｌｋｔｂＳｉｌｍｕｎ
Ａｂｔａｔｎａｃｕｔｆｄｓｎｕｔｎｍｏｏ＇ｐｒｍｅｅｓｓｂｉｈｄｍａｈｍａｉａｄｌｎｅｔｒｃｎｓｒｃ：Ｏｃｏｎｉｃｉｄｃｉｔｒａａｔｒ．ｅｔｌｅｔｅｔｌｍｏｅｄｖｃｏｏ — ｏｏｓａｓｃａｔｌｍｏｅｏｉｎｕｔｎｍｏｏ．Ａｃｏｄｎｏｓａｅｖｃｏｕｓｄｈｍｏｕａｉｎａｄｒｔｒｆｘｏｉｎａｒｄｌｆｒｄｓｉｄｃｉｔｒｏｃｏｃｒｉｇｔｐｃｅｔｒｐｌｗｉｔｄｌｔｎｏｏｕｒｔ．ｅｏｌｅｔｎｖｃｏｏｔｌｔｅｒｉｅｔｒｃｎｒｈｏｙ，ｅｔｂｉｈｄｄｓｎｕｔｎｍｏｏｅｔｒｃｎｒｌｓｌｔｎｍｏｅｎｅｔｂｏｏｓａｌｅｉｃｉｄｃｉｔｒｖｃｏｏｔｏｉａｉｄｌｕｄｒＭａｌ／ｓｏｍｕｏａ
Ｕ引昌
转矩脉动降低、电流波形畸变减小，而且与ＳＰＶＷＭ技术相比直流电压利用率有很大提高，并更易于数
字化实现。
盘式感应电机是一种轴向磁场电机，其定转子铁心均呈圆盘状、由铁心冲卷机冲制、卷绕而成，

基于矩阵变换器供电的感应电机空间矢量控制系统仿真

ＤＯＩ：１０．３９６９６．ｉｓｓｎ．１００１ — ４５５１．２０１３．０２．０１７
基于矩阵变换器供电的感应电机空间矢量控制系统仿真冰
刘栋良，郑谢辉，张遥
（１．杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州３１００１８；２．卧龙电气集团有限公司，浙江上虞３１２３００）
ｍｏｔｏｒｂｙｓｐａｃｅｖｅｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ
ＬＩＵＤｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＺＨＥＮＧＸｉｅ－ｈｕｉ，ＺＨＡＮＧＹａｏ
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨａｎｇｚｈｏｕＤｉａｎｚｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ；
ｗａｓｄｒｉｖｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍａｔｉｒｘｃｏｎｖｅｔｒｅｒ，ｔｈｅｆｏｕｒ－ｑｕａｄｒａｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｍｏｔｏｒｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔＷａｓ
ｓｐｅｅｄｂｙＰＷＭ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｍａｔｉｘｒｃｏｎｖｅｒｔｅｒｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｗｈｉｃｈｗａｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｕａｌｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｌｇａｏｉｒｔｈｍ．Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒａｎｄｖｏｌｔａｇｅｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｖｉｔｒｕａｌＡＣ— ＤＣ — ＡＣｗｅｒｅｄｅｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｔｗｏｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ，ａｎｄｉｆｖｅｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｄｕｔｙｒａｔｉｏｗａｓｇｏｔｔｅｎ，ｔｈｅｔｗｏ — ｗａｙｓｗｉｔｃｈ

基于Matlab异步电动机矢量控制系统的仿真

基于Matlab转差频率控制的矢量控制系统的仿真概述：常用的电机变频调速控制方法有电压频率协调控制(即v／F比为常数)、转差频率控制、矢量控制以及直接转矩控制等。

其中，矢量控制是目前交流电动机较先进的一种控制方式。

它又有基于转差频率控制的、无速度传感器和有速度传感器等多种矢量控制方式。

其中基于转差频率控制的矢量控制方式是在进行U ／f恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对输出频率f进行控制的。

采用这种控制方法可以使调速系统消除动态过程中转矩电流的波动，从而在一定程度上改善了系统的静态和动态性能，同时它又具有比其它矢量控制方法简便、结构简单、控制精度高等特点。

Simulink仿真系统是Matlab最重要的组件之一，系统提供了标准的模型库，能够帮助用户在此基础上创建新的模型库，描述、模拟、评价和细化系统，从而达到系统分析的目的。

在此利用Matlab／Simulink软件构建了转差频率矢量控制的异步电机调速系统仿真模型，并对此仿真模型进行了实验分析。

矢量控制是目前交流电动机的先进控制方式，一般将含有矢量交换的交流电动机控制都称为矢量控制，实际上只有建立在等效直流电动机模型上，并按转子磁场准确定向地控制，电动机才能获得最优的动态性能。

转差频率矢量控制系统结构简单且易于实现，控制精度高，具有良好的控制性能、因此，早起的矢量控制通用变频器上采用基于转差频率控制的矢量控制方式。

基于此，本文在Mtalab/Simulink环境下对转差频率矢量控制系统进行了仿真研究。

1转差频率矢量控制系统由于异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。

转差频率矢量控制是按转子磁链定向的间接矢量控制系统，不需要进行复杂的磁通检测和繁琐的坐标变换，只要在保证转子磁链大小不变的前提下，通过检测定子电流和旋转磁场角速度，通过两相同步旋转坐标系(M-T坐标系)上的数学模型运算就可以实现间接的磁场定向控制。

基于Matlab_Simulink的永磁同步电机(PMSM+)矢量控制仿真(2)1

基于Matlab/Simulink的永磁同步电机（PMSM）矢量控制仿真高延荣，舒志兵，耿宏涛摘要在现代交流伺服系统中，矢量控制原理以及空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）技术使得交流电机能够获得和直流电机相媲美的性能。

永磁同步电机（PMSM）是一个复杂耦合的非线性系统。

本文在Matlab/Simulink环境下，通过对PMSM本体、d/q坐标系向a/b/c坐标系转换等模块的建立与组合，构建了永磁同步电机控制系统仿真模型。

仿真结果证明了该系统模型的有效性。

关键词：Matlab/Simulink，永磁同步电机，电压空间矢量脉宽调制，仿真0、引言永磁同步电机（PMSM）是采用高能永磁体为转子，具有低惯性、快响应、高功率密度、低损耗、高效率等优点，成为了高精度、微进给伺服系统的最佳执行机构之一。

永磁同步电机构成的永磁交流伺服系统已经向数字化方向发展。

因此如何建立有效的仿真模型具有十分重要的意义。

对于在Matlab中进行永磁同步电机（PMSM）建模仿真方法的研究已经受到广泛关注。

本文介绍了电压空间矢量脉宽调制原理并给出了坐标变换模块、SVPWM模块以及整个PMSM闭环矢量控制仿真模型，给出了仿真模型结构图和仿真结果。

1、电压空间矢量脉宽调制原理1.1电压空间矢量电机输入三相正弦电压的最终目的是在空间产生圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。

直接针对这个目标，把逆变器和异步电机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制PWM电压，这样的控制方法称为“磁链跟踪控制”，磁链的轨迹是靠电压空间矢量相加得到的，所以又称“电压空间矢量PWM控制”。

空间矢量是按电压所加绕组的空间位置来定义的。

在图1中，A、B、C分别表示在空间静止不动的电机定子三相绕组的轴线，它们在空间互差120°，三相定子相电压UA、UB、UC 分别加在三相绕组上，可以定义三个电压空间矢量UA、UB、UC，它们的方向始终在各相的轴线上，而大小则随时间按正弦规律变化，时间相位互差120°。

基于无速度传感器矢量控制技术的传动系统优化及其仿真

０引言
很大，这就会使得输出转矩发生偏差，影响控制精
度： ¨ 。
在交流感应电机的传动系统中，高性能的矢量控制系统须采用速度闭环控制。传统的获得速度的方法是直接在系统中加上速度传感器或位置传感器。然而速度传感器的安装不仅增加了整个系统的成本和复杂性，而且在一定条件下还降低了系统的可靠性和检测精度。因此近年来无速度传感器矢量控制方法研究逐渐兴起。到目前为止，国内外学者探索了包括模型参
Ｋｅｗｏｒｙｄｓ：ＩｄｔｏｔｒＳｅｓｎｏｌｓｅｔｒｃｎｒｌＥｘｅｎｅｌｍａｎｆｌｅＩｏｏｓ；Ｏｐｔｌｃｎｒｌｎｕｃｉｎｍｏｏ；ｐｅｄ・ｅｓｒｅｓｖｃｏｏｔｏ；ｔｄｄＫａｔｒ；ｒｎｌｓｉｉｏｔｏｍａ
郑祥盘，倪霞林
（州大学机械ｘ￣ｃ福－Ｌ自动化学院，福建福州３００）５０２
摘要：在分析考虑铁损时异步电机在同步旋转坐标系统下数学模型的基础上，利用扩展卡尔曼滤波器（Ｋ）算法对ＥＦ
电机转速和磁链进行实时估计，通过研究不Ｉ刊运行条件下电机损耗与转子磁通的关系，实现无速度传感器矢量控制变频调迷异步电机的优化控制。在Ｍａａ／ｉｎｉｋ中，提出了交流异步电机控制系统仿真建模的新方法。建立独立的功能模块，ｔｂＳｍｌｌｎ
１ｔｂＳｍｕｉｋ．ｔｅｉｄｐｎｅｔｆｎｔｎｌｂｏｋ．ｓｃｓｍｏｅｄｌｂｏｋ，ｔｅｓｅｄａｄｆｘｅｔｔｎｂｏｋ，ｏｔｌｎＭａｌ／ｉｌａｎｈｎｅｅｄｎｕｃｉａｌｃｓｏｕｈａｔｒｍｏｅｌｃｈｐｅｎｕｓｉｉｌｃｌｍａｏｐｉｍａｃｎｒｌｂｏｋ，ＳＷＭｔ．ｗｅｅｍｏｅｅ．ＢｈｒａｉｏｉａｉｎｏｈｓｌｃｓｔｅｍｏｅｏｏｔｏｓｓｍａｅｅｔｂｏｔｌｃｏＶＰｅｃｒｄｌｄｙｔｅｏｇｎｃｃｍｂｎｔｆｔｅｅｂｏｋ，ｈｄｌｆｃｎｒｌｙｔｃｎｂｓａ．ｏｅ１ｈｄｅｓｌ．Ｔｅｒａｏａｉｔｎａｉｉｅｅｔｓｉｅｖｔｅｓｍｕａｉｎｒｓｌ．ｉｅａｉｓｙｈｅｓｎｂｌｙａｄｖｌｔｗｒｅｔｄｂｈｉｌｔｅｕｔｉｄｙｉｆｏｓ

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《运动控制系统》课程设计学院：班级：姓名：学号：日期：成绩：感应电机矢量控制系统的仿真摘要：本文先分析了异步电机的数学模型和坐标变换以及矢量控制基本原理，然后利用Matlab /Simulink软件进行感应电机的矢量控制系统的仿真。

采用模块化的思想分别建立了交流异步电机模块、逆变器模块、矢量控制器模块、坐标变换模块、磁链观测器模块、速度调节模块、电流滞环PWM调节器，再进行功能模块的有机整合，构成了按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。

仿真结果表明了该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强，验证了交流电机矢量控制的可行性和有效性。

关键词：异步电机；坐标变换；矢量控制；Simulink仿真一、异步电机的动态数学模型和坐标变换异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，异步电机的数学模型由下述电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。

电压方程：礠链方程：转矩方程：运动方程：异步电机的数学模型比较复杂，坐标变换的目的就是要简化数学模型。

异步电机数学模型是建立在三相静止的ABC坐标系上的，如果把它变换到两相坐标系上，由于两相坐标轴互相垂直，两相绕组之间没有磁的耦合，仅此一点，就会使数学模型简单了许多。

（1）三相--两相变换（3/2变换）在三相静止绕组A、B、C和两相静止绕组、之间的变换，或称三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换，简称 3/2 变换。

（2）两相—两相旋转变换（2s/2r 变换）从两相静止坐标系到两相旋转坐标系 M、T 变换称作两相—两相旋转变换，简称 2s/2r 变换，其中s 表示静止，r 表示旋转。

图1、异步电动机的坐标变换结构图二、感应电机矢量控制原理感应电机是指定转子之间靠作用，在转子内感应电流以实现机电能量转换的电机。

感应电机是的一种，异步电机主要是指感应电机。

以上所讲，异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，通过坐标变换，可以使之降阶并化简，但并没有改变其非线性、多变量的本质。

需要高动态性能的异步电机调速系统必须在其动态模型的基础上进行分析和设计，但要完成这一任务并非易事。

经过多年的潜心研究和实践，有几种控制方案已经获得了成功的应用，目前应用最广的就是按转子磁链定向的矢量控制系统。

以产生同样旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子交流电流 iA、 iB 、iC ，通过三相/两相变换可以等效成两相静止坐标系上的交流电流i、i ，再通过同步旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系上的直流电流im 和 it 。

如果观察者站到铁心上与坐标系一起旋转，他所看到的便是一台直流电机，可以控制使交流电机的转子总磁通 r 就是等效直流电机的磁通，则M绕组相当于直流电机的励磁绕组，im 相当于励磁电流，T 绕组相当于伪静止的电枢绕组，it 相当于与转矩成正比的电枢电流。

把上述等效关系用结构图的形式画出来，便得到图1。

从整体上看，输入为A，B，C三相电压，输出为转速，是一台异步电机。

从内部看，经过3/2变换和同步旋转变换，变成一台由 im 和 it 输入，由输出的直流电机。

既然异步电机经过坐标变换可以等效成直流电机，那么，模仿直流电机的控制策略，得到直流电机的控制量，经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电机了。

由于进行坐标变换的是电流（代表磁动势）的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统。

矢量控制系统特点是VC系统强调 Te 与Ψr的解耦，有利于分别设计转速与磁链调节器；实行连续控制，可获得较宽的调速范围；但按Ψr 定向受电动机转子参数变化的影响，降低了系统的鲁棒性。

矢量控制的基本方程式为：在设计矢量控制系统时，可以认为，在控制器后面引入的反旋转变换器VR-1与电机内部的旋转变换环节VR抵消，2/3变换器与电机内部的3/2变换环节抵消，如果再忽略变频器中可能产生的滞后，则图2虚线框内的部分可以完全删去，剩下的就是直流调速系统了。

图2为矢量控制系统原理结构图。

图2、矢量控制系统原理结构图图3、三相异步电机VC仿真的主电路三、矢量控制仿真1. VC的仿真模块根据VC的基本概念，构建VC 调速系统的Matlab /Simulink仿真模型。

图3主电路，图4为VC模块。

该仿真模型的工作原理为：转速参考值Wr*光电编码器实测的转速Wr之差输入到转速控制器ASR，经PI算法得到转矩指令值Te*，定子电流的励磁分量isd*由isd*计算模块给出，转矩分量isq*由转矩指令值Te*和磁链估算值计算出，Isd*和isq*经过逆旋转变换2r/2s和两相-三相变换2s /3s，获得定子电流指令值ia*、ib*、ic*，与霍尔传感器检测出的三相实测电流ia、ib、ic作为电流滞环控制器的输入，产生PWM 逆变器的触发信号，送给IGBT逆变器控制交流电机调速运行。

2. 电机与逆变器模块模块的A、B、C是异步电机三相定子绕组输入端，与IGBT逆变器的输出端相连，构成由电压型逆变器变频驱动的异步电机子模块。

逆变器模块由6个IGBT功率管构成通用桥路，逆变器的输入pulses端为6路PWM控制信号，完成功率变换及调节功能，直流母线电压VDC由逆变器模块的/+0、/-0两端输入，它的输出为三相ABC交流电压。

电机模块还拥有1个电机轴上的机械转矩输入端口Tm 和1个包含21个参数的矢量输出端口m ，其中Tm 为交流电机的负载接入端，用于对电机进行加载实验；端口m 可通过总线选择器选取需要显示的参数，本文仿真过程中测取了转子转速Wr 、电磁转矩Te 、电机定子电流ia 、ib 、ic 等，这5个参数与定子相电压Vab 一起送给示波器模块动态显示之。

为了使仿真模型运行速度加快，反馈环节的传递函数采用一阶延迟环节1 /z 。

图4、VC 模快3. 转速调节器ASR 模块转速控制器ASR 模块ASR 结构如图5所示，它根据电机实际反馈转速与参考转速的差值，采用PI 控制器产生转矩命令。

图5、转速调节器ASR 模块积分器是采用梯形法得到的离散时间积分器，图5中的Saturation 元件用于对输出转矩限幅Tem 。

仿真中Kp 、Ki 、Tem 分别取为13、26、300，采样周期Ts 取2us 。

图6、ABC-dq 变换模块结构图7、dq-ABC 变换模块结构图8、转子磁链Ψr 计算模块结构图9、转子换向角θ计算模块结构图10、i*sq 计算模块结构图11、isd*计算模块结构1pulsesPhir wm IqTeta 转子换向角Teta 计算IdPhir转子礠链计算ww*Te*转速调节器ASRPhirTe*Iq*iqs*计算Phir*Id*id*计算z10.96Phir*IabcIabc*Pulses PWM 电流滞环控制器ACR[Iabc][Speed]IabcTetaId IqC3s/2r 坐标变换TetaId*Iq*Iabc*C2r/3s 坐标变换1speed4. ABC-dq变换模块与dq-ABC变换模块ABC-dq变换模块完成从A-B-C 三相定子坐标系到d-q坐标系的变换，它根据H角，将实际的电机定子电流iabc变换得到d、q坐标系中的分量isd、isq；dq-ABC变换模块完成从d-q坐标系到A-B-C三相定子坐标系的变换，该模块根据定子电流在d、q坐标系中的分量变换为电机定子的三相电流给定值iabc*。

此外，由于被控对象是三相无中线连接的鼠笼式电机，因此有：ic= - (ia+ib)5. 转子磁链Ψr计算模块与转子换向角θ计算模块转子磁链Ψr计算模块的作用是由定子电流的励磁分量isd计算转子磁通Ψr，图8、图9分别为转子磁链图（a）定子a,b 相之间的电压Uab图（b）定子电流isa,isb,isc图（c）转子速度Ψr计算模块、转子换向角计算模块的结构。

6. Isq*计算模块与isd*计算模块图10、图11分别为isq*计算模块、isd*计算模块的结构。

四、仿真结果分析本系统的仿真中，交流异步电机参数分别取为：L1s=0. 8 mH，L1r=0. 8 mH，Lm=34.7 mH，Rs=0. 0878，Rr=0. 228，np=2，J=0. 662，F=0. 1N.m.s，电机额定功率Pn=3. 7kW，额定转速Wn=120 rad /s，额定频率f=50Hz，额定线电压Uab=500 V，逆变器直流电源Vdc=780 V，转子磁链给定值Ψr*=0.96Wb。

仿真算法采用stiff算法，仿真时间设为3 s。

图（f）负载恒定，转速变化仿真曲线从仿真曲线可见，不管空载还是有载，转速控制信号的改变很快引起了系统输出转速的响应，电流、转矩、磁链也能随之而相应变化，这说明矢量控制实现了定子电流励磁分量和转矩分量的解耦。

另外，电机启动后系统响应快且平稳、转速超调小且稳态误差小，当负载变化或转速变化时，电机又能很快重新稳定。

仿真结果表明交流电机矢量控制方法具有良好的动静态性能,较强的适应能力和抗干扰能力。

五、设计心得体会通过本次感应电机矢量控制系统的Matlab/Simulink仿真课程设计，异步电动机数学模型、坐标变化、异步电动机调速等知识都得到了加强和巩固，我对矢量控制也有了更深入的理解。

这次的设计使我更熟练Matlab仿真软件的使用，我对仿真的兴趣也更大了。

仿真实验表明仿真模型的动态仿真过程与实际调速系统运动过程基本吻合，充分验证了在感应电机矢量变换数学模型的基础上结合Simulink建立的仿真模型的正确性。

也说明Matlab非常适合电机控制领域内的仿真及研究，在某些问题的研究中Matlab/Simulink 能带来极大的方便并使效率极大提高。

实验证明，用Simulink进行交流调速系统的动态仿真,具有方便、直观、灵活、精确的优点，是比较理想的仿真方法。