多相永磁同步电动机调速系统建模与工程实现
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。
永磁同步电动机矢量控制调速系统建模与仿真
永磁同步电动机矢量控制调速系统建模与仿真第1章引言随着电动机在社会生产中的广泛应用，电机研究成为必不可少的研究课题。
电动机是生产和生活中最常见的设备之一，电动机一般分为直流电动机和交流电动机两大类。
交流电动机的诞生已经有一百多年的历史。
交流电动机又分为同步电动机和感应(异步)电动机两大类。
直流电动机的转速容易控制和调节，在额定转速以下，保持励磁电流恒定，通过改变电枢电压的方法实现恒转矩调速；在额定转速以上，保持电枢电压恒定，可用改变励磁的方法实现恒功率调速。
20世纪80年代以前，在变速传动领域，直流调速一直占据主导电位。
随着交流调速技术的发展使交流电机的应用更加广泛，但是其转矩控制性能却不如直流电机。
因此如何使交流电机的静态控制性能与直流系统相媲美，一直是交流电机的研究方向。
1971年，由F．Blaschke提出的矢量控制理论第一次使交流电机控制理论获得了质的飞跃。
矢量控制采用了矢量变换的方法，通过把交流电机的磁通与转矩的控制解耦使交流电机的控制类似于直流电动机。
矢量控制方法在实现过程中需要复杂的坐标变换，而且对电机的参数依赖性较大。
矢量控制的基本思想是在普通的三相交流电动机上设法模拟直流电动机转矩控制的规律，在磁场定向坐标上，将电流矢量分解成为产生磁通的励磁电流分量和产生转矩的转矩电流分量，并使得两个分量互相垂直，彼此独立，然后分别进行调节。
这样交流电动机的转矩控制，从原理和特性上就和直流电动机相似了。
永磁同步电机（PMSM）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Simulink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。
第2章 电压空间矢量技术的基本原理PWM 控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲序列，并通过控制电压脉冲宽度或周期以达到变频、调压及减少谐波含量的一种控制技术。
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统是一种高性能的电动机调速系统，广泛应用于工业生产和交通运输等领域。
本文将介绍永磁同步电动机调速控制系统的设计原理和关键技术。
需要了解永磁同步电动机的工作原理。
永磁同步电动机是一种通过磁场同步转速实现转速调节的电动机。
它的主要特点是结构简单、功率密度高、效率高，而且具有较好的调速性能和动态响应特性。
永磁同步电动机调速控制系统主要由电机模型、控制器和功率放大器组成。
电机模型用于描述电机的动态特性，控制器用于设计调速算法，功率放大器则用于控制电机的电流和转矩。
在设计永磁同步电动机调速控制系统时，首先需要建立电机的数学模型。
该模型通常由永磁同步电动机的转矩方程、电流方程和转速方程组成。
利用这些方程可以计算出电机的电流和转矩，从而实现对电机的调速控制。
接下来，需要设计合适的控制器来实现电机的调速控制。
控制器通常采用基于反馈的控制算法，例如比例积分控制（PI控制）。
通过监测电机的转速和电流，控制器可以根据设定值和反馈信号来调整电机的输出转矩，从而实现电机的调速控制。
需要使用功率放大器来控制电机的电流和转矩输出。
功率放大器通常采用PWM（脉冲宽度调制）技术，通过调节电流的占空比来控制电机的输出转矩。
这样可以实现电机的平滑运行，并且提高整个系统的效率和稳定性。
永磁同步电动机调速控制系统设计涉及到电机模型建立、控制器设计和功率放大器选择等关键技术。
通过合理的设计和调试，可以实现永磁同步电动机的精确调速控制，从而满足不同应用场景的需求。
这对于提高工业生产效率和减少能源消耗具有重要意义。
小功率内燃机车用永磁同步电机调速系统的建模与仿真
AUTO PARTS | 汽车零部件小功率内燃机车用永磁同步电机调速系统的建模与仿真孟凡顺柳州铁道职业技术学院 广西柳州市 545616摘 要： 由于结构简单、体积小、质量轻、损耗小、效率高等特点，近年来永磁同步电动机（PMSM）已成为轨道交通领域研究的焦点。
本文介绍了PMSM在控制系统中的优势，利用Matlab|simulink仿真软件，采用坐标变换、SVPWM算法，建立PMSM及其矢量控制系统的仿真模型。
通过观测定子三相电流、电机转速、转矩以及d、q轴电流的变化，对系统中的参数进行调整。
结果表明，该调速系统调速特性好、响应速度快，验证了采用d i=0的SVPWM矢量控制对PMSM的可行性与合理性。
关键词：SVPWM矢量控制 永磁同步电机 MATLAB仿真1 引言PMSM作为内燃机车的关键动力执行机构，与异步电动机相比具有体积小、功率因数高、过载能力强等特点，已逐渐被业界公认为未来轨道交通牵引传动的一个发展趋势。
随着PMSM的发展以及永磁材料的不断发掘和改善，PMSM在电动汽车领域的应用已逐渐成熟，但在轨道交通领域还处于起步阶段，因此具有一定研究意义[1]。
结合内燃机车的工况，本文对PMSM 调速系统进行建模与仿真，搭建矢量控制系统模型，通过调整相关参数，得到了平稳的电流、电机转速、转矩等数据，验证了矢量控制对内燃机车永磁同步牵引系统的可行性与合理性[2]，为PMSM在内燃机车上的应用积累经验。
2 永磁同步电机的数学模型为了简化分析，对PMSM进行理想化假设：（1）PMSM为理想电机；（2）忽略铁芯饱和的影响；（3）不考虑磁滞损耗和涡流损耗；（4）输入电机的工作电流是对称的三相正弦电流。
在同步旋转坐标系下电动机定子绕组电压方程为：（1）式中：d u、q u为定子电压在d-q轴的分量；d i为定子电流在直轴上的电流分量；qi为定子电流在交轴上的电流分量；R为定子上的电阻；dψ为定子磁链在直轴上的磁链分量；qψ为定子磁链在交轴上的磁链分量；eω是电角速度。
MATLABSIMULINK永磁同步电动机变结构调速标准系统建模与仿真
基于MATLA P SIMULINK永磁同步电动机变结构调速系统的建模与仿真上海交通大学（上海市，200030）王微子周顺荣摘要研究如何利用变结构控制理论设计永磁同步电动机的调速控制系统，这种控制系统基于同步电动机的转子磁链定向控制理论；论文中还对该系统进行数学建模，并通过MATLA B SIMULINK a行了仿真实验。
关键词永磁电机调速系统仿真1引言永磁同步电动机转子旋转时转子磁场在定子绕组中产生正弦波形的反电势，采用这种电机的调速系统一般称之为正弦型永磁同步电动机（PMSM调速系统。
PMS多采用变频器供电，并引入矢量控制理论对电机实行磁场定向控制，大大改善了电机的调速性能和运行特性。
本文详细论述了如何使用变结构控制理论来设计PMS啲调速系统。
文中采用特定方法不断改变控制系统的结构参数，并设计系统的控制率，从而使电机的起动、运行、调速和制动达到预期的效果，并且系统对模型参数和外部干扰具有很好的适应性，鲁棒性很好。
论文最后还利用MATLAB^件提供的仿真工具SIMULINK对PMSI的变结构控制系统进行了可靠的仿真实验。
2 PMS碉速系统的数学模型采用转子磁链定向的矢量控制（即i s d= 0）方法对PMSMI速时，要求电机定子三相电流合成的空间综合矢量i s应该位于q轴上，此时定子电流全部用来产生转矩。
若令I = i s，p m W r，则电磁转矩方程为r = x / （z这种控制方式最为简单，只须准确检测出转子空间位置（d轴），通过控制逆变器输出使三相定子电流的合成矢量位于q轴上即可。
设电机转子的初始位置恰好为d 轴与A轴重合处，转子旋转后d轴与A轴夹角为宀转子瞬时角速度。
则当定子三相电流满足下列关系时，其合成矢量i s必与q轴重合= v^2/3 ■ T * ro'tf tilt十9（F ）"i. = /w * r • 回+ w - i2（r）* （2）u x /2a * r ・ w（如 + 9（r按式（2｝进行电流控制、即町探证＜=「M电鐵转矩其中町为曲流联转矩控制是电机调速的关键，拖动控制系统的基本运动方程为T T dn d n= 375 di =九山八瞪八K ；T*电机转过前角度冷満足 则可推出PMSM 转子磁链定向控制系统矩阵形式的状态方程如下设输出为【 0]A =T OfH - 札 • 0」 :丄〕C = K.0」f I 0] H =则柑PMSM 电机矢带控制的状态方押X s AX + H/ - GT t [Y = HX ) 机调速控制中的应用设输入R （t ）为一理想的参考指令，表示电机起动、稳定运行或制动时的 性能要求，希望输出丫（t ）能很好地跟踪指令R （t ）变化，设跟踪误差向量为 E （ t ），则6()0'（7>3变结构控制理论在电£(t) = Y(t) - K(t)据童帖构控制埠思.取切换确数为$(<)= CE {t )= c[r(n - /?(；)]⑻ 式中•矢ht (：称作权*ft 矩阵•文中從仿真时取C = [0.5 0.5]由式⑺和⑻可得 S = CE = F - A 心C x ( HAX + HRI - HGT t ■ Jt) ( * } 变结构控制到达的条件为5(1)x< 0 因此由式(8)算出的S (t )符号可知' 符号，结合式(*)即可得出控制变 量I 的取值范围。
永磁同步电机驱动控制系统的设计与实现
永磁同步电机驱动控制系统的设计与实现近年来，电动汽车成为了汽车市场的新宠。
而永磁同步电机则成为了电动汽车中最为优秀的一种电机类型。
永磁同步电机具有高效率、高功率密度、高转速、低噪音、抗干扰等优点，成为电动汽车中主流的驱动电机类型。
本文将重点介绍永磁同步电机驱动控制系统的设计与实现。
1. 永磁同步电机的原理与分类永磁同步电机是一种同步电机，其工作原理与感应电机类似，但与感应电机相比，永磁同步电机具有更高的效率和更高的功率密度。
永磁同步电机根据转子结构和磁场分布方式的不同，可以分为内转子型和外转子型两种类型。
2. 永磁同步电机驱动系统的组成永磁同步电机的驱动系统由电机驱动器、转子位置传感器、控制器和电源组成。
其中，电机驱动器是永磁同步电机的重要部分，它将电源的直流电转换为交流电，以驱动永磁同步电机运转。
转子位置传感器用于实时检测永磁同步电机的转子位置和速度信息，控制器则根据转子位置和速度信息，计算出电机所需的转矩和电流，并将其输出给电机驱动器控制永磁同步电机的转速和转矩。
电源则为整个系统提供供电，保证系统正常运作。
3. 永磁同步电机驱动控制系统的设计（1）电机驱动器的设计电机驱动器是永磁同步电机驱动控制系统中的核心部分。
常见的电机驱动器包括直接式和间接式两种类型。
其中，直接式电机驱动器具有结构简单、效率高、体积小等优点，被越来越多的厂商所采用。
在永磁同步电机驱动控制系统的设计中，直接式电机驱动器可选择使用三相桥式变流器或NPC(Neutral Point Clamped)逆变器。
三相桥式变流器结构简单，控制方便，是目前应用最为广泛的一种电机驱动器类型；NPC逆变器则由于其更高的效率和更低的谐波含量，被越来越多的厂商所倾向。
（2）转子位置传感器的设计转子位置传感器用于实时检测永磁同步电机的转子位置和速度信息。
常用的转子位置传感器包括霍尔传感器、编码器、绝对值编码器等。
其中，霍尔传感器具有体积小、价格低廉、安装方便等优点，但由于其精度较低，一般应用于电动自行车等简单的应用场合；编码器具有较高的精度和稳定性，广泛应用于电动汽车等高端应用场合。
基于DSP的六相永磁同步电动机调速系统
Ｒｅ ｌｚ ｔｏ ｆＳｉ ａ ｅ ＰＭ Ｓ ｒａ ｅＳｐ ｅ ｙ ｔｍ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｘ Ｐｈ ｓ Ｍ Ｖａ ｉ ｂｌ ｅ ｄ Ｓ ｓｅ
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（ｎ ｔ ｕ ｅ ｃ ｏ ｌ ｆ Ｖ ｃ ｔ ｎ ｌ ｅｈ ｏｏ ｙ， ｉ ｏ ｉｇ Ｓ ｉ ｕ ｎ ｖ ｒｉ Ｆ ｓ ｕ １ ０ １ Ｌ ａ ｎ ｎ Ｃ ｉ ａ Ｉ ｓｉ ｔ Ｓ ｈ ｏ ｏ ａ ｉ ａ ｃ ｎ ｌｇ Ｌ ａ ｎ ｎ ｈ ｈ ａ Ｕ ｉｅ ｓ ｙ， ｕ ｈ ｎ １ ３ ０ ， ｉｏ ｉｇ， ｈ ｎ ） ｔ ｏ ｏ Ｔ ｔ
假设 ： ） 计定 子 表 面 齿 、 的 影 响 ； ） 考 虑 温 １不 槽 ２不
度及频 率 对 电机各 参 数 影 响 ； ） ３ 电机 定 子 绕 组 产 生 的磁 场 在空 间上 都 按 正 弦 分 布 ； ） 略 电机 磁 ４忽
１ 引 言
永 磁 同步 电动 机 （ ＭＳ 具 有 体 积 小 ， 能 Ｐ Ｍ）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性 好， 结构 简 单 ， 行 可 靠 性 高 ， 出转 矩 大 等 特 运 输
点 。同时 ， 比较三 相 系统 ， 相 多相 系统 具有 以低
换从 多相 静 止 坐 标 系 下 得 到 的 ｑ轴 数 学 模 型 。
Ｅ Ｅ Ｔ Ｉ Ｒ ＶＥ ２ １ Ｖｏ． １ Ｎ ． Ｌ Ｃ ＲＣＤ Ｉ ０１ １ ｏ５ ４
电 气 传 动 ２ １ ０ １年 第 ４ 卷 第 ５期 １
基 于 ＤＳ Ｐ的六 相 永 磁 同步 电动 机 调 速 系统
苗 鑫
（ 宁石 油化 工 大学 职 业技 术 学 院 ， 宁 抚 顺 １ ３ ０ ） 辽 辽 １ ０ １
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。
多相永磁同步电动机调速系统控制方法的研究
目录
01 多相永磁同步电动机 调速系统的发展历程
02 控制方法的研究现状
03 研究方法
04 研究结果பைடு நூலகம்分析
05 结论与展望
随着工业技术的不断发展，电动机作为动力系统的重要组成部分，其性能和效 率直接影响到整个系统的运行。多相永磁同步电动机作为一种新型的电动机， 具有高效率、高功率因数和优秀的动态性能等优点，因此在许多领域得到了广 泛的应用。然而，如何实现多相永磁同步电动机的高效、准确控制，是工业应 用中亟待解决的问题。
直接转矩控制在低速时具有较快的动态响应，但在高速时表现较差。此外，直 接转矩控制对参数的敏感度较高，不适当的参数设置可能导致系统性能下降。 通过改进直接转矩控制的算法和优化参数，可以提升其整体性能。
神经网络控制在处理复杂的非线性、时变系统时具有显著优势。利用神经网络 进行电动机控制时，需要大量的训练数据和计算资源。本研究中，我们采用遗 传算法对神经网络进行优化训练，以减少计算资源和提高训练速度。经过实验 验证，优化后的神经网络控制在响应速度和控制精度上均有显著提高。
实验设计：将搭建一个多相永磁同步电动机调速系统的实验平台，包括电动机、 功率变换器、控制器等组成部分。在实验中，将通过改变输入电压、负载等条 件，观察电动机的运行状态和性能表现。
数据采集：在实验过程中，将利用数据采集卡、传感器等设备对电动机的电压、 电流、转速等参数进行实时采集，为后续的数据分析提供原始数据。
本次演示将针对多相永磁同步电动机调速系统的控制方法进行深入研究，旨在 探索出一种更加精确、高效的控制策略。
多相永磁同步电动机调速系统的 发展历程
多相永磁同步电动机调速系统的发展可以追溯到20世纪80年代，当时人们开始 研究利用永磁材料提高电动机的效率和性能。随着电力电子技术和计算机控制 技术的不断发展，越来越多的研究者开始多相永磁同步电动机的调速控制。近 年来，随着矢量控制、直接转矩控制等先进控制策略的应用，多相永磁同步电 动机调速系统的性能得到了极大的提升。
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统的设计引言一、控制系统结构设计1.速度控制回路速度控制回路中一般采用PID控制器进行控制。
PID控制器由比例、积分和微分三个控制参数组成。
根据实际的反馈信号和设定的目标转速进行比较，PID控制器输出控制信号，调节电机的输入电压，从而实现对电机转速的精确控制。
2.电流控制回路电流控制回路中一般采用电流矢量控制算法进行控制。
电流矢量控制是一种通过控制电机的相电流矢量方向和大小，实现对电机转矩的精确控制的方法。
在永磁同步电动机中，通常通过调节电机的电压和频率来控制电流。
二、电机参数辨识与模型建立在控制系统设计前，需要对永磁同步电动机的参数进行辨识。
参数辨识是通过对电机的测试实验数据进行分析和处理，得到电机的相关参数，如电感、电阻、转矩常数等。
通过辨识得到的电机参数，可以建立电机的数学模型，用于控制系统设计和仿真分析。
1.参数辨识方法参数辨识可以使用多种方法，如静态法、动态法和频率扫描法等。
静态法是通过给电机施加不同的电压和载荷，测量相应的电流和转矩，根据测量数据拟合得到电机的参数。
动态法是通过给电机施加特定的电压和频率，测量相应的响应数据，利用系统辨识的方法得到电机的参数。
频率扫描法是通过改变电机的频率，测量相应的电流和转矩，根据传递函数的理论计算得到电机的参数。
2.永磁同步电动机模型建立三、控制策略设计对于永磁同步电动机的调速控制系统，可以采用多种控制策略，如传统的PI控制、模糊控制和模型预测控制等。
1.PI控制PI控制是最常用的控制策略之一，通过调节比例和积分系数来实现对电机转速的控制。
PI控制简单可靠，但对于电机模型的误差和扰动比较敏感。
2.模糊控制模糊控制是一种基于经验和模糊推理的智能控制方法，通过建立模糊规则和模糊推理机制，实现对电机的转速控制。
模糊控制能够在不确定性和非线性环境中实现较好的控制效果。
3.模型预测控制模型预测控制是一种基于模型预测和优化求解的控制方法，通过建立电机的预测模型，并进行优化求解，实现对电机的转速控制。
永磁同步电机调速系统的建模与仿真
永磁同步电机调速系统的建模与仿真引言永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）作为一种具有高效能和高功率密度的电机，广泛应用于工业和交通领域。
在实际应用中，调速系统的性能对于电机的工作效率和稳定性至关重要。
因此，对永磁同步电机调速系统进行建模与仿真分析是非常有意义的。
本文将介绍永磁同步电机调速系统的建模过程，并利用仿真工具对其进行验证和分析。
首先，我们将介绍永磁同步电机的基本原理和特点，然后讨论调速系统的要求和功能。
接下来，我们将详细介绍建模过程，包括电机参数的确定、数学模型的建立等。
最后，利用仿真工具进行一系列实验，并对实验结果进行分析与讨论。
永磁同步电机的基本原理与特点永磁同步电机是一种采用永磁体作为励磁源的感应电机，其基本原理是利用电磁感应产生的磁场与永磁体磁场之间的相互作用，从而实现力矩输出。
与其他电机相比，永磁同步电机具有以下特点：•高效能：由于永磁体的磁场不需要外部供电，电机的能量转换效率较高。
•高功率密度：永磁材料具有较高的磁能密度，同样功率下的永磁同步电机尺寸较小。
•高响应性：永磁同步电机响应速度快，能够快速适应负载变化。
•平滑运行：电机工作过程中无需传统感应电机的公差、电刷及电架等机械部件，运行平稳。
调速系统的要求与功能永磁同步电机的调速系统需要满足一定的要求和功能，主要包括以下几点：1.速度闭环控制：调速系统需要实现对电机运行速度的闭环控制，使其能够稳定地运行在设定的转速范围内。
2.高动态响应：调速系统需要具有较高的控制带宽，能够快速响应负载变化和指令调整。
3.自抗扰能力：调速系统需要具备较强的自抗扰能力，能够有效抵抗外部干扰对电机运行的影响。
4.电流保护：调速系统需要实现对电机电流的实时监测和保护，避免电流过大对电机和系统的损坏。
永磁同步电机调速系统的建模过程1. 确定电机参数在建立调速系统的模型之前，首先需要确定永磁同步电机的参数。
永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真
永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真王涛;李勇;王青;贾克军【摘要】基于永磁同步电机具有多变量、非线性的复杂特性,为研究需要,对其物理模型进行简化,建立了电机的数学模型及其基本方程.在矢量控制众多方法中采用最为简单的使直轴电流id=0方法进行研究,得到了基于转子磁场定向矢量控制下的电机电磁转矩方程.在Matlab/Simulink搭建整个系统仿真模型、转速和电流控制模块,并对这些模块进行仿真.仿真结果表明所得波形符合理论分析,系统响应快、超调量小,系统运行稳定,具有良好的动、静态特性.该模型的建立和分析对电机的实际控制提供了新的研究思路.%Based on the complex system of Permanent Magnetic Synchronous Motor (PMSM) with multi-variable and nonlinear, in this paper, the physical model of PMSM is simplified and the mathematical model of the motor is established in order to facilitate research. This paper uses id = 0 control manner which is the simplest manner in vector control methods, motor electromagnetic torque equation is established based on rotor field oriented vector control. The system model,speed and current control block are built and simulated with Matlab/Simulink. Simulation results show that the waveform is consistent with theoretical analysis; the model has fast response and small overshoot. The system runs stably with good dynamic and static characteristics. So,the establishment and analysis of PMSM model provide a new study for its actual control.【期刊名称】《河北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(031)006【总页数】5页(P648-652)【关键词】永磁同步电机;矢量控制;建模;仿真【作者】王涛;李勇;王青;贾克军【作者单位】河北大学质量技术监督学院,河北保定071002;北京科技大学车辆工程研究所,北京100083;河北大学质量技术监督学院,河北保定071002;河北大学质量技术监督学院,河北保定071002【正文语种】中文【中图分类】TH39永磁同步电机与励磁同步电机相比取消了励磁电源和励磁绕组，取而代之的是能够产生稳定磁场的永磁体，这就使得永磁同步电机结构更加紧凑，重量减轻，体积减小，又由于同时也取消了励磁系统的损耗，其效率、功率因数得到了很大的提高［1-2］.永磁同步电机的励磁磁场由转子上的永磁体产生，按转子磁场定向的矢量控制实现类似于直流电机对转矩和转子磁链的分别控制，从而获得类似于直流电机的宽范围调速性能.随着电力电子技术和控制技术的发展，永磁同步电机具有精度高、动态性能好、调速范围大以及定位控制准确等优点，常被应用于伺服系统和高性能的调速系统，因此引起了国内外越来越多学者的广泛关注［3］.本文对永磁同步电机建立数学模型得到其基本方程，对矢量控制众多控制方法中最为简单的id＝0方法进行研究，在Matlab／Simulink平台下建立该控制方法的仿真模型并进行仿真，并对仿真结果进行分析.该模型的建立和分析对电机的实际控制提供了新的研究思路.1.1 永磁同步电机基本结构永磁同步电机的定子与一般交流电机的定子绕组相同，采用三相交流绕组.定子铁心由带有齿和槽的冲片叠成，在槽中嵌入交流绕组.当三相对称电流通入三相对称绕组时，在气隙中产生同步旋转磁场，为简化问题同时又不影响数学模型的精度，常作如下假设：1）气隙磁场即永磁体产生的励磁磁场和三相绕组产生的电枢反应磁场呈正弦分布，定子三相绕组磁通产生的感应电动势也呈正弦分布；2）由于永磁同步电机的气隙比较大，所以不计定子磁路的饱和和铁损；3）转子上没有阻尼绕组，永磁体没有阻尼作用［4-5］.1.2 永磁同步电机基本方程将永磁同步电机模型建立在三相静止坐标系（abc坐标系）上，可得到其各绕组电压平衡方程［6-7］式中，ea，eb，ec 为永磁体磁场在a，b，c三相电枢绕组中感应的旋转电动势，Rs 为定子绕组电阻，La，Lb，Lc 为定子绕组自感，Mab，Mbc，Mca为绕组间的互感.由于转子结构不对称，将abc坐标系（三相静止坐标系）中的a，b，c三相绕组先变换到αβ坐标系（两相静止坐标系），然后再由αβ坐标系变换到dq坐标系（两相旋转坐标系）中.采用的坐标变换关系式为［8-11］得到dq坐标系上的电压方程为dq向abc转换关系如式（5）所示.式中，Ld，Lq 为定子绕组自感，id，iq 为d，q轴电流分量，Rs 为定子绕组电阻，ud，uq 为d，q轴电压分量，ωr 为转子角速度，ψf ＝ψfm／2，ψfm 为与定子a，b，c三相绕组交链的永磁体磁链的幅值.电机在dq坐标系中转矩方程为永磁同步电机的矢量控制方法有很多种，其中使直轴电流id＝0控制是最常用的方法.此时电流矢量随负载状态的变化在q轴上移动.根据式（4），id＝0时的电磁转矩为.采用该方法消除了直轴电流带来的电枢反应，电机所有电流都用来产生电磁转矩，电流控制效率得到提高，产生最大的电磁转矩.永磁同步电机矢量控制结构图1所示.根据永磁同步电机矢量控制结构图［12-15］，在Matlab／Simulink中搭建仿真模型，如图2所示.本文采用永磁同步电机电流、速度的双闭环控制，如图3所示.内环为电流环，外环为速度环.将电流环看作是速度调节系统中的一个环节，其作用是提高系统的快速性，抑制电流环内部干扰，限制最大电流以保障系统安全运行，速度环的作用是增强系统抗负载扰动的能力，抑制速度波动［16］.转速调节模块如图4所示.该模块由PI调节器和限幅输出模块组成.通过反复调整kp，ki参数使系统输出达到最佳状态.电流调节其实就是转矩调节模块，将转速调节器的输出电流作为转矩调节器的输入.该模块也由PI调节器和限幅输出模块组成，电流调节模型图与转速调节模型图相同［17-18］.仿真参数设置：逆变器直流电源电压380V，永磁同步电机定子绕组电阻Rs＝2.67Ω，d轴电感Ld＝0.007H，q轴电感Lq＝0.007H，极对数p＝2，电机转动惯量J＝0.006kg·m2.电机空载启动，启动转速给定n＝3 000r／min；待系统进入稳态后在0.05s时突加Tl＝6N·m的负载，仿真时间t＝0.1s.仿真结果如图5a-c 所示.从图5a中可以看出电机在启动后的0.02s内转速快速上升，并在经过0.01s的波动之后迅速达到稳定状态，电机动态响应性能良好.图5b中看出0.03s之前出现很大的振荡，这是因为电机启动初期转子转速低于定子旋转磁场转速，定子磁链和永磁体磁链产生的转矩在较短的时间内起到制动作用.当牵引转矩小于制动转矩时，电机总转矩下降，从而出现振荡现象.在0.05s突加6N·m的负载时，转速、转矩均有相应响应，但经过短暂的波动之后均达到稳定状态.由于仿真过程中使用PWM逆变器供电，定子电流中出现一定的谐波分量，影响到电磁转矩，使转矩和转速均出现一定的脉动，但不影响系统的稳定性.图5c为电机的机械特性曲线，可以看出机械特性较为理想.在分析永磁同步电机数学模型的基础之上，建立了电机的数学方程，通过数学的方法去研究永磁同步电机，并在Matlab／Simulink里搭建模型并进行仿真.由电机仿真波形可以看出，系统响应快速且平稳，转速和转矩超调量非常小，系统起动后保持恒定转矩；突加扰动时系统波动较小，充分说明系统具有较好的鲁棒性.仿真结果证明了本文所提出的永磁同步电机仿真建模方法的有效性.【相关文献】［1］曾毅.变频调速控制系统的设计和维护［M］.2版.济南：山东科学技术出版社，2002.［2］张铁军.永磁同步电机数字化控制系统研究［D］.长沙：湖南大学，2006.［3］王成元.电机现代控制技术［M］.北京：机械工业出版社，2007.［4］杨文峰，孙韶元.参数自调整模糊控制交流调速系统的研究［J］.电工技术杂志，2001（9）：11-13.［5］BARRERO F，GONZÁLEZ A ，TORRALBA A，et al.Speed control of induction motors using a novel fuzzy sliding mode structure［J］.IEEE Transactions on Fuzzy Systems，2002，10（3）：375-380.［6］薛峰，谢运祥，吴捷.直接转矩控制系统的转速估算模型及其参数补偿方法［J］.电工技术学报，1998，13（5）：26-30.［7］EBERHART R，KENNEDY J.A new optimizer using particl swarm theory［Z］.Proceedings of Sixth International Symposium MicroMachine and Human Science，Nagoya，Japan，1995.［8］陈伯时.电力拖动自动控制系统［M］.2版.北京：机械工业出版社，2001.［9］陈荣.永磁同步电机伺服系统研究［D］.南京：南京航空航天大学，2004.［10］黄永安，马路，刘慧敏.MATLAB 7.1／Simulink 6.1建模仿真开发与高级工程应用［M］.北京：清华大学出版社，2005.［11］李学文，李学军.基于SIMULINK的永磁同步电机建模与仿真［J］.河北大学学报：自然科学版，2007，27（S1）：28-31.［12］BOUCHIKER S，CAPOLINO G A.Vector control of a permanent magnet synchronous motor using AC matrix converter［J］.IEEE Transactions on Power Electronics，1998，13（6）：1089-1099.［13］沈艳霞，吴定会，李三东.永磁同步电机位置跟踪控制器及Backstepping方法建模［J］.系统仿真学报，2005，17（6）：1318-1321.［14］薛花，姜建国.基于EKF永磁同步电机FMRC方法的仿真研究［J］.系统仿真学报，2006，18（11）：3324-3327.［15］林伟杰.永磁同步电机两种磁场定向控制策略的比较［J］.电力电子技术，2007，41（1）：26-29.［16］LI Yong，MA Fei，CHEN Shunxin，et al.PMSM simuation for AC drive in mining dump truck［Z］.The Ninth International Conference on Information and Management Sciences（IMS2010），Urumchi，2010.［17］KENNEDY J，EBERHART R.Particle swarm optimization［Z］.Pro IEEE Int Conf on Neural Networks，Perth，1995.［18］钱昊，赵荣祥.永磁同步电机矢量控制系统［J］.农机化研究，2006（2）：90-91.。
永磁同步电机调速系统的建模与仿真
毕业设计(论文)课题名称永磁同步电机调速系统建模与仿真学生姓名王云学学号**********系、年级专业电气工程系、11级电气工程及其自动化指导教师刘白杨职称助教2015年4月 5 日相比于传统使用的电机，永磁同步电动机（PMSM）具有着比较高的工作效率、比较高的力矩惯量比、比较高的能量密度和环保节能等优越特性，所以对永磁同步电机进行控制调速方面的研究有着相当重要的意义。
由于电机在运行过程中会受到一些扰动，使电机的转速偏离原来的额定转速，所以我们通过在对他数学模型的分析基础上，我们把电机的转动速度偏差e和转动速度偏差变化率de/dt作为是输入的变量，利用Matlab Simlink模块建立了系统的仿真模型，来使得系统自动调节电机的转速使其保持在额定转速。
本文通过分别对经典PI控制调速系统和模糊PI控制调速系统进行了详细的仿真实验分析对比。
从仿真的分析结果可以看出，使用模糊智能的PI 控制调速系统不仅具有响应速度的迅速、无超调量、抗扰性能好、能更好地提高永磁同步电机的调速系统的动态和静态特性，而且还在非线性因素对系统的干扰方面具有一定的抑制作用。
关键词：永磁同步电机；Matlab Simlink；调速系统；模糊PI控制；逆变电路Compared with the traditional use of the motor, rare earth permanent magnet synchronous motor (PMSM) has high work efficiency, high torque inertia ratio, high energy density, energy saving and environmental protection advantages, so of permanent magnet synchronous motor (PMSM) to control the speed of research is of great importance significance. Through to his mathematical model based on the analysis, we put the motor rotation speed deviation E and the rotation speed deviation change rate de/dt as is the input variables, the use of MATLAB / SIMLINK module to establish the simulation model of the system.Based on the classical PI control system and fuzzy PI control system is analyzedwith the simulation experiment. From the analysis of the simulation results, we can see that using fuzzy PI intelligent control system with the response speed quickly, no overshoot and good anti disturbance performance, can better improve the permanent magnet synchronous motor control system is speed, static performance, can effectively suppress some nonlinear factors on the system interference.Key words: permanent magnet synchronous motor; Matlab Simlink; speed control system; fuzzy PI control; inverter circuit目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题的目的和意义 (1)1.2永磁同步电机国内外现状及水平 (1)1.3永磁同步电机的应用前景 (2)2 永磁同步电机系统原理 (4)2.1 永磁同步电机基本组成 (5)2.2 永磁同步电机的工作原理 (6)3永磁同步电机控制调速方法 (8)3.1 永磁同步电机控制系统的数学模型 (8)3.2 经典PI控制调速原理 (11)3.3 模糊PI控制调速原理 (12)4 Matlab建模与仿真设计 (15)4.1 matlab软件介绍 (15)4.2控制系统的仿真模型 (15)5仿真结果与分析 (20)6 总结 (25)参考文献 (26)附录 (28)致谢 (29)1 绪论1.1 课题的目的和意义由于永磁同步电动机具备制造结构简单可靠、占地空间体积小、工作效率比较高、电磁机械转矩的电流比大、转动惯量小、节能环保和比较好散发出热量以及维修保护等很多良好特点。
三相永磁同步电动机变频调速系统设计
三相永磁同步电动机变频调速系统设计运动控制系统课程设计题目：三相永磁同步电动机变频调速系统设计专业班级：自动化姓名：学号：指导教师：摘要本论文在研究永磁同步电动机运行原理的基础上详细讨论了其变频调速的理论而且设计了一套基于DSP的永磁同步电动机磁场定向矢量控制系统。
永磁同步电动机相对感应电动机来说具有体积小、效率高以及功率密度大等优点，因此自从上个世纪80年代，随着永磁材料性能价格比的不断提高，以及电力电子器件的进一步发展，永磁同步电动机的研究也进入了一个新的阶段。
由于永磁同步电动机自身具有比感应电动机更为优越的性能，而且其dq变换算法相对简单、电机转子磁极的位置易于检测，因此交流调速的矢量控制理论在永磁同步电动机的控制领域也得到了同样的重视，有关永磁同步电动机矢量控制研究的成果陆续发表。
本文就是应用电压矢量控制SVPWM实现对永磁同步电机的转矩控制，使其拥有直流电机的性能。
关键词：永磁同步电机矢量控制 dq变换 DSP目录1 绪论............................................................................................................. (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 研究现状及应用前景 (1)2 永磁同步电机的矢量控制方法 (3)3 硬件电路设计 (4)3.1 电流检测电路 (4)3.2 转速检测和转子磁极位置检测电路 (5)3.3 PWM发生电路 (6)3.4 IPM智能功率模块驱动电路 (7)3.5 系统保护电路 (8)3.6 人机接口电路 (9)4 软件设计............................................................................................................. . (9)设计心得............................................................................................................. .. (12)参考文献............................................................................................................. .. (13)1 绪论1.1 研究背景与意义众所周知，电动机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。
基于SVPWM的永磁同步电机调速系统设计
基于SVPWM的永磁同步电机调速系统设计宋宏帅;王佐勋【摘要】在掌握空间矢量脉宽调制原理（SVPWM）的基础上,建立永磁同步电机（PMSM）的双闭环调速系统,采用电压空间矢量调制获取三相PWM波形的脉冲宽度,进而通过电压源逆变器对电机速度进行调节。
搭建系统仿真模型,分析了基于SVPWM的PMSM调速系统的可行性。
以单片机STM32F103为控制核心进行实验设计,以实验结果来表明该PMSM调速控制系统在实际应用中的有效性。
【期刊名称】《齐鲁工业大学学报：自然科学版》【年(卷),期】2018(032)002【总页数】6页(P27-32)【关键词】空间矢量脉宽调制;永磁同步电机;数学模型;MATLAB仿真【作者】宋宏帅;王佐勋【作者单位】齐鲁工业大学（山东省科学院）电气工程与自动化学院,济南250353;齐鲁工业大学（山东省科学院）电气工程与自动化学院,济南250353;【正文语种】中文【中图分类】TM341随着现科学技术的快速速发展,永磁同步电动机(PMSM)因其具有简单的结构、强大的过载能力、快速的响应速度等优点,已经在伺服领域中占据重要地位。
因此对于PMSM的调速系统的要求也变得越来越高[1]。
SVPWM算法具有快速准确、效率高、易于实现数字化的优点。
因此对基于SVPWM的PMSM调速系统的研究具有重要的意义。
先对SVPWM的知识进行分析总结,然后介绍基于SVPWM的PMSM调速控制系统的实现过程,接着对该PMSM调速系统进行Matlab/Simulink仿真,最后以单片机STM32F103为核心进行实验设计。
仿真和实验结果表明了基于SVPWM的永磁同步电机调速控制系统的有效性,在相关电机调速系统的设计中具有重要的指导意义。
1 空间矢量脉宽调制(SVPWM)空间矢量调制就是根据确定位置的有限个空间矢量组合作用来产生满足任意位置和一定幅值范围需要的空间矢量的过程[2]。
空间矢量调制有两种情况,分别为电压空间矢量调制和电流空间矢量调制[3]。
永磁同步电机变频调速系统的建模与仿真
第 ２期
移
动
电
源
与
车
辆
１ ５
永 磁 同步 电机 变 频 调 速 系统 的建 模 与 仿 真
杨 秀芹 ， 贺 彬 ， 张 晓 杰
（ １ ． 海军航空工程学 院 青 岛校 区 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ４ ２ ； ２ ． ９ １ ４ ９ ８部队 ， 河北 秦 皇岛 ０ ６ ６ ０ ０ ０ ）
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ２ － ２ ６
等于常数的办法 ， 使电机做恒转矩运行。所以， 只要 合理的对电机的供电电压 和频率加以协调控制 ， 就
可 以达 到 电动机 变频调 速 的 目的 。
作者简介 ： 杨秀芹（ １ ９ ７ ０ － ） ， 女， 山东高密人 ， 本科 ， 主要从事飞机地面 电源保障的教学和研究工作 。
电， 三相对称 电流合成的旋转磁场 与转子永久磁钢 产生 的磁场 相互 作用 产生转矩 ， 拖 动转子 同步旋 转 。
位置 传感器 实 时读 取转 子 磁 钢位 置 ， 变 换 成 电 信号 控制 逆变器 开关 ， 调节 电流频 率 和相位 ， 使磁 势保 持 稳定 的位 置关 系 ， 产生 恒定 的力矩 。
图功能、 可视化 的仿真环境 Ｊ 。使用 Ｓ ｉ ｍ ｕ Ｌ ｉ ｎ ｋ进行
仿真时很少需要程序 ， 只需要用 鼠标完成拖拉等简
单 的操 作 ， 就可 以形 象 地 建 立 起 被 研究 系 统 的数 学 模型 ， 并进 行仿 真 和分析 研究 。 本 文作 者 以永磁 同步 电机 的变频 调速 系统 为研 究对象， 使用 Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ建 立仿 真模 型 ， 对 逆 变 电路及 三相桥 式整 流 电路进 行仿 真研 究 。
基于Matlab／Simulink永磁同步电动机调速系统的建模与仿真
文 献标 识 码 ： Ａ
基 于 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ永磁 同步 电动机 调 速 系统 的建模 与 仿 真
曹少 泳
（ 北京理工大 拳 珠海 学院工业自 动化学院， 广东 珠海 ５ １ ９ ０ ８ ５ ）
摘 要 ：永 磁 同 步 电动 机 （ Ｐ ＭＳ Ｍ） 作 为 一种 新 型 的交 流 同 步 电机 ，其 在 各 行 各 业 与 日 常 生 活 中应 用 非 常 广 泛 ；Ｐ ＭＳ Ｍ 较 小 的 转 动
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｐｅ ｒ ｍａ ｎｅ ｎ ｔ ｍａ ｇｎ ｅ ｔ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏｕ ｓ ｍｏ ｔ ｏ ｒ（ ＰＭ ＳＭ ）ｉ ｓ ａ ｋｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｎ ｅ ｗ ｔ ｙ ｐ ｅ ＡＣ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｄ ｅ ｎｓ ｉ ｔ ｙ， ｓ ｍａ ｌ ｌ ｍｏ ｍｅ ｎｔ ｏ ｆ
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永磁同步电动机调速系统PI控制器参数整定方法_王莉娜朱鸿悦杨宗军
e——电机的电角速度； m ——电机的机械角速度， m = e / p；
p ——极对数； K t ——转矩常数； J ——转动惯量； B——摩擦系数； TL ——负载转矩。
将式（1） ～式（3）进行拉普拉斯变换，得 PMSM 的解耦模型为
Gc_pmsm ( s ) iq ( s ) uq ( s ) 1 sL R
耗；③转子上无阻尼绕组，永磁体不计阻尼作用； ④相绕组中感应电动势波形是正弦波。对于面贴 式
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电 工 技 术 学 报
2014 年 5 月
考虑开关延迟、死区时间和数字控制延时，将 其共同影响等效为一个延迟环节 e
sTd
[10]
图 1 内环为电流环，其中，不仅存在电流反馈
。由于
iq ( s )，还包括反电动势反馈 E ( s ) ，但由于电流环的调
2.3 滤波器模型
（ 8）
（ 13 ） 式中， 和
* cc * cm
应满足
* Gc_oL ( jcc ) 1
电流反馈经二阶巴特沃斯滤波器，传递函数为
（ 14 ）
（ 15 ）
Gcf ( s )
式中
2 cf 2 s 2 2cf s cf
（ 9）
* * Gc_oL ( jcc ) () ≥ cm
永磁同步电动机调速系统pi控制器参数整定方法北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191摘要针对永磁同步电机pmsm调速系统基于pmsm调速系统的频域模型推导出了电流和速度pi控制器参数的解析计算式推导过程考虑了逆变器死区延时反馈滤波器及其他非理想因素的影响并结合工程实际明确界定了电流环和速度环的开环截止频率和相位裕度的合理取值范围
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控制与应用技术 Ｅ Ａ
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多 相 永 磁 同步 电 动 机 调 速 系 统 建 模 与 工 程 实 现
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统工程实现 的一些问题 ， 设计 了采样 、 保护 、 障处理等硬件 电路和 中断处理 、 故 故障诊断等软件部 分。仿 真结
果 证 明 了该 系统 建 模 和 算 法 的 准确 性 ， 并对 工 程 实 现 上 的 硬 件 电路 进 行 了设 计 。 关 键 词 ：多相 永磁 同步 电动 机 ； 速 系统 ； 模 ；矢量 控 制 调 建 中 图分 类 号 ： Ｍ ３ １ 文 献标 志码 ： Ｔ ５ Ａ 文章 编 号 ：６ ３６ ４ （０ １ ０ －０ ８０ １７ － ０ ２ １ ） ２ １ － ５ ０ ４
ｔｅ ｖ ｒ ｃｔ ｎ ｅ ｓｂ ｌ ｙ ｏ ｄ ｌ ｇ ａ ｄ ａｇ ｒ ｈ ａ ｏ ｅ ｈ ａ ｄ ａ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ｓａｓ ｅ ｉｎ ｄ ｈ ｅ ａ ｉ ａ ｄ ｆａ ｉ ｉ ｔ ｆ ｙ ｉ ｍｏ ｅｉ ｎ ｌｏ ｉ ｍ ｂ ｖ ．Ｔ ｅ ｈ ｒ ｗ ｒ ｉ ｉ ｗａ ｌｏ ｄ ｓｇ ｅ ． ｎ ｔ ｃ
Ｋｅ ｒ ｓ：ｍ ｕｌｉ ａ ｅ ｐ ｒ ａ ｎｔｍ ａ ｅ ｙｎ ｈｒ ｎｏ ｏｔ ｒ；ｖ ｉ ｂｌ ｐｅ ｄ ｓ ｓｅ ；ｍ ｏ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ｔｐｈ ｓ ｅ ｍ ｎｅ ｇｎ ｔｓ ｃ ｏ ｕｓｍ ｏ ａｒａ ｅ ｓ ｅ ｙ ｔ ｍ ｄｅｉ ｎｇ；ｖ ｃ ｏ ｅ ｔｒ
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Ｐ ＷＭ） 。对 于多相 电机可 靠性 和故 障情 况 下 的分 析 ， 得到 了众多学 者 的关 注 Ｊ 也 。文献 ［ ］ 对 ６针
ｃ ｔ ｏ ｏｎ ｒ ｌ
பைடு நூலகம்
０ 引 言
结 合多相 电动机 和永磁 电动 机之优 点 的多 相 永 磁 同 步 电 动 机 （ ｅｍ ｎ ｎ Ｍａｎ ｔＳ ｎｈｏ ｏ ｓ Ｐ ｒ ａｅ ｔ ｇｅ ｙ ｃｒｎ ｕ
实 现 最 终 的 脉 宽 调 制 （ ｕｓ Ｗｉｔ Ｍｏ ｕ ｔ ｎ Ｐ ｌ ｄｈ ｄ ｌ ｉ ， ｅ ａｏ
ＭＩ ＡＯ ｎ Ｘｉ ． Ｌ ｉｇ ＩＬ ｎ 。
（ ．ｎｔｕｅＳ ｈｏ ｏ ｏａ ｏ ａ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ Ｌａｎｎ ｈｈ ａＵ ｉ ｒｉ ，Ｆ ｓｕ １０ ， ｈｎ ； １ Ｉｓｔｔ ｃ ｏｌ ｆ ｃｔ ｎｌ ｅｈ ｏｏ ，ｉ ｉｇＳ ｉｕ ｎｖ ｓｙ ｕｈ ｎ１ ０ Ｃ ｉａ ｉ Ｖ ｉ ｇ ｏ ｅ ｔ ３ １
摘
１３ ４ ） １ １２
要 ： 分 析 多 相永 磁 同步 电动 机 （ Ｍ Ｍ） 速 系 统 特 性 的 基 础 上 ， 其 建 模 过 程 进 行 了 详 细 阐述 。 在 ＰＳ 调 对
在 此 基 础 上 ， 建 了 六 相 Ｐ Ｍ 基 于 磁 场 定 向控 制 的双 闭 环 调 速 系 统 仿 真 模 型 。探 讨 了 多 相 Ｐ Ｍ 调 速 系 搭 ＭＳ ＭＳ