按转子磁链定向的矢量控制系统仿真研究
基于转子磁场定向异步电机矢量控制电机及其系统分析与仿真讲解
基于转子磁场定向异步电机矢量控制在 20 世纪 60 年月从前，全球电气传动系统中高性能调速传动都采纳直流电动机，而绝大多数不变速传动则使用交流电机。
使得交流电机的应用遇到很大限制。
1971 年德国学者 Blaschke F 提出了交流电动机的磁场定向控制原理，应用坐标变换将三相系统等效为两相系统，再经过按磁场定向的同步旋转变换实现了定子电流励磁重量与转矩重量之间的解耦，从而达到对交流电机的磁链和电流分别控制的目的，为异步电机的调速确定了基础。
磁耦合是机电能量变换的必需条件，电流与磁通的乘积产生转矩，转速与磁通的乘积获得感觉电动势。
无论是直流电动机，还是交流电动机均这样。
交、直流电动机结构和工作原理的不一样，使得表达式差异很大。
1 三相异步电机非线性数学模型在研究异步电机数学模型时，作以下的假设(1)忽视空间谐波，三相绕组对称，产生的磁动势沿气隙按正弦规律分布。
(2)忽视磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的。
(3)忽视死心消耗。
(4)不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。
无论异步电动机转子是绕线型还是笼型的，都可以等效成三相绕线转子，并折算到定子侧，折算后的定子和转子绕组匝数相等。
异步电动机三相绕组可以是Y 连接，也可以是连接。
若三相绕组为连接，可先用—Y变换，等效为Y 连接。
而后，按Y 连接进行解析和设计。
三相异步电机的物理模型以以下图1 所示，定子三相绕组轴线 A 、 B、C 在空间是固定的，转子绕组轴线a、b、c 随转子以角转速w 旋转。
图 1 三相异步电动机的物理模型异步电动机的动向模型由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程构成。
此中磁链方程和转矩方程为代数方程，电压方程和运动方程为微分方程。
1.1 磁链方程异步电动机每个绕组的磁链是它自己的自感磁链和其他绕组对它的互感磁链之和 ,所以，六个绕组的磁链可用下式表示：A L AA L AB L AC L Aa L Ab L Ac i A B L BA L BB L BC L Ba L Bb L Bc i BCL CAL CB L CC L CaL Cb LCc i C (1)LaALaBLaCLaaLabLaci a a bL bALbBL bCL baL bbL bci b cLcALcB LcC Lca Lcb Lcci c式中 i A ,i B ,i C ,i a ,i b , i c 是定子和转子相电流的刹时价；A ,B ,C , a,b ,c 是各相绕组的全磁链。
按照转子磁链定向的矢量控制系统仿真
按照转子磁链定向旳矢量控制系统仿真1.矢量控制技术概述异步电机旳动态数学模型是一种高阶、非线性、强耦合旳多变量系统，其控制十分复杂。
矢量控制实现旳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机旳励磁电流和转矩电流进行控制，从而到达控制异步电动机转矩旳目旳。
将异步电动机旳异步电动定子电流矢量分解为产生磁场旳电流分量(励磁电流) 和产生转矩旳电流分量(转矩电流) 分别加以控制，并同步控制两分量间旳幅值和相位，即控制定子电流矢量，因此称这种控制方式称为矢量控制方式。
ω图1 带转矩内环节磁链闭环旳矢量控制系统构造图2.几种关键问题：●转子磁链函数发生器根据电机旳调速范围和给定旳转速信号，在恒转矩范围内恒磁通调速、转子磁通保持额定磁通；在恒功率范围内弱磁调速，转子磁通随转速指令旳增大而减小。
转子磁链函数发生器用来产生磁链大小信号。
这里采用下面旳曲线。
转子磁链旳幅值一般为1。
●转子磁链旳观测与定向转子磁链旳观测模型重要有二种：（1） 在两相静止坐标系上旳转子磁链模型电机旳定子电压和电流由传感器测得后，通过3S/2S 变换，再根据异步电机在两项静止坐标系下旳数学模型，计算转子磁链旳大小。
()r αm s αr r βr 11L i T T p ψωψ=-+ ()r βm s βr r αr 11L i T T p ψωψ=++ （2） 按磁场定向两相旋转坐标系上旳转子磁链模型三相定子电流 iA 、 iB 、iC 经3/2变换变成两相静止坐标系电流 is α 、 is β ，再经同步旋转变换并按转子磁链定向，得到M ，T 坐标系上旳电流 ism 、ist ，运用矢量控制方程式m st1s r rL i T ωωωψ-==mr smr 1L i T p ψ=+可以获得 ψr 和 ωs 信号，由ωs 与实测转速 ω 相加得到定子频率信号ω1，再经积分即为转子磁链旳相位角ϕ ，它也就是同步旋转变换旳旋转相位角。
基于某转子磁场定向异步电机矢量控制-电机及其系统分析报告与仿真
基于转子磁场定向异步电机矢量控制在20世纪60年代以前，全世界电气传动系统中高性能调速传动都采用直流电动机，而绝大多数不变速传动则使用交流电机。
使得交流电机的应用受到很大限制。
1971年德国学者Blaschke F提出了交流电动机的磁场定向控制原理，应用坐标变换将三相系统等效为两相系统，再经过按磁场定向的同步旋转变换实现了定子电流励磁分量与转矩分量之间的解耦，从而达到对交流电机的磁链和电流分别控制的目的，为异步电机的调速奠定了基础。
磁耦合是机电能量转换的必要条件，电流与磁通的乘积产生转矩，转速与磁通的乘积得到感应电动势。
无论是直流电动机，还是交流电动机均如此。
交、直流电动机结构和工作原理的不同，使得表达式差异很大。
1 三相异步电机非线性数学模型在研究异步电机数学模型时，作如下的假设(1)忽略空间谐波，三相绕组对称，产生的磁动势沿气隙按正弦规律分布。
(2)忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的。
(3)忽略铁心损耗。
(4)不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。
无论异步电动机转子是绕线型还是笼型的，都可以等效成三相绕线转子，并折算到定子侧，折算后的定子和转子绕组匝数相等。
异步电动机三相绕组可以是Y连接，也可以是Δ连接。
若三相绕组为Δ连接，可先用Δ—Y变换，等效为Y 连接。
然后，按Y连接进行分析和设计。
三相异步电机的物理模型如下图1所示，定子三相绕组轴线A、B、C在空间是固定的，转子绕组轴线a、b、c随转子以角转速w旋转。
图1 三相异步电动机的物理模型异步电动机的动态模型由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程组成。
其中磁链方程和转矩方程为代数方程，电压方程和运动方程为微分方程。
1.1 磁链方程异步电动机每个绕组的磁链是它本身的自感磁链和其它绕组对它的互感磁链之和,因此，六个绕组的磁链可用下式表示：A AA AB AC Aa Ab Ac A B BA BBBC Ba Bb Bc B C CA CB CC Ca Cb Cc C a aA aB aC aa ab ac a b bA bB bC ba bb bc b c cAcBcCcacbcc c L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L i ψψψψψψ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦(1) 式中,,,,,A B C a b c i i i i i i 是定子和转子相电流的瞬时值；,,,,,A B C a b c ψψψψψψ是各相绕组的全磁链。
按转子磁链定向的矢量控制系统仿真研究
图 1 带转矩内环磁链闭环的矢量控制结构图 转子磁链反馈信号包含了转子磁链的大小
和位置，转子磁链的观测模型主要有二种[3]： （1）在两相静止坐标系的模型。定子电压和
电流由传感器测得后，经过 3s/2s 变换，根据异
图 3 调节器的内部结构 Transformation dq0_to_abc 模 块 将 上 一 级
按Ã转ÁÅÂÄ子磁链定向ÂÁ的Ã矢量Á控制系统仿真研究 科 技 论 坛
郭 瑞 王庆贤 （兰州交通大学自动化与电气工程学院，甘肃 兰州 730070）
摘 要：详细分析矢量控制系统对异步电机电磁转矩实时控制的原理，构建带转矩内环磁链闭环按照转子磁链定向矢量控制结构，对系统的各 部分进行了详细的阐述。利用仿真工具建立了仿真模型，结果表明该方法实现电磁转矩控制，达到良好的调速性能。
图 10 调速过程中的电流波形
20%，减速过程的快速性良好。在 3s 时刻加速 过程平滑，基本无冲击。
10%，转速也能良好的跟随给定值。整个调速过
5 结论
程中的电磁转矩指令值如图 6、图 7 为其响应，
矢量控制是一种优良的控制策略，带转矩
可以看出，系统对电磁转矩的控制是有效的。 内环磁链闭环矢量结构，得益于直接对转矩和
2.3.2 采集节点对总线命令的响应 控制管理计算机作为数据采集系统的主节 点，可向各节点发送总线命令。总线命令包括总 线检测或总线切换等。采集节点作为从节点，两 路总线的 eCAN 模块均设置有特定 ID 的邮箱 接受总线命令，这些邮箱始终使能，在收到数据 后可立即产生邮箱中断。不论命令从哪条总线 上传来，采集节点均能够进行响应。 若为总线切换命令，则调用相应函数，复位 当前总线，切换到另一总线。另外，为了便于恢 复通信，主节点在正常通信时，需将当前的邮箱 通信状况记录下来，包括正在发送和待发送的 信息。读该表即可获取系统原来进行的任务，实 现原来通信任务的可靠切换。其他从节点则只 需在复位后等待主节点重新请求数据即可。 总线检测则是主节点随机的向总线上的从 节点发送远程帧，从节点收到后，将自己的节点
20 按转子磁链定向的矢量控制2
用除法环节消去对象中固有的乘法环节，实
现了转矩与转子磁链的动态解耦。
18
转矩闭环控制
图6-28 带除法环节的矢量控制系统原理框图
19
带转矩内环的矢量控制仿真
带转矩内环的矢量控制结构
20
Simulink实现
21
转矩控制器
22
磁链观察-电流模型
23
坐标变换
24
电流跟随
25
定子电流
(6-44)
Hale Waihona Puke 9计算转子磁链的电压模型
图6-31 计算转子磁链的电压模型
10
计算转子磁链的电压模型
电压模型包含纯积分项，积分的初始值和
累积误差都影响计算结果，在低速时，定子 电阻压降变化的影响也较大。
电压模型更适合于中、高速范围，而电流
模型能适应低速。有时为了提高准确度，把 两种模型结合起来。
3. 省略电流调节器，电流与电压的关系通 过下式计算 usm =Rsism 1 Lsist dist ust 1Lsism Rsist Ls dt
34
简化后的系统原理图
35
仿真模型
36
定、转子电流
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转速、转矩
基于定子电流模型的MRAS系统仿真研究
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｌｃｒ ａ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ ｎ ｆｒ ｔ ｎ Ｓ ｕｈ ｅｔ ｅ ｏｅ ｍ Ｕｎｖ ｒｉ ， ｈ ｎ ｄ ， １ ５ ０ Ｓ ｈ ｏ ｏ Ｅｅｔ ｃ ｌ ｎ ｉｅｒ ｄＩ ｏｍａｉ ， ｏ ｔｗ ｓ Ｐ ｔ ｌ ｉｅｓｙ Ｃ ｅ ｇ ｕ ６ ０ ０ ） ｉ ｎ ａ ｎ ｏ ｒ ｕ ｔ
Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ Ｒ ＡＳ Ｓｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｔ ｔ ｒＣｕｒ ｅ ｔＭ ｏ ｌ ｉ ｌ ｔｏ ｓ ａ ｃ ｆＭ ｓｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｓ ａ ｏ ｒ ｎ ｄｅ
Ｙ ｎ Ｋａ Ｊ ａ ｇ Ｌｉ Ｌｉ ｏ ｇｂ Ｙ ｎ Ｊ ｅ ｉｇ ｉ ｉｎ ｎ ｎ ｏ Ｈ ａ ｇ ｉ
Ａ ｓ ｉ一ｉ输入到转速 自适应 Ｐ ｉ＝ ｓ ｓ Ｉ调节器 来得到转速 观测值 ，但 由于 电流误差 △ 为一矢量 ，静止坐标
感应 电机 。矢量控制 的关键 问题是转子磁场 的准确定
向，只有准确得到磁链 的幅值和空 间位置 ，才能准确 的得到定子 电流的励磁分量和 转矩分量 ，从而实现定
ｄ ｉ： １ ｌ “ ＡＩ Ｂ ＩＩ ＋ ｓ ｓ
ｆ Ｉ ｌ 模 型，构成模型参考 白适应系统来辨识转 速和转子磁链 ，不涉及 电压模型 中的纯积分环节和 电
式中，Ｕ、ｉ ｓ 分别为定子电压 、电流矢量， 为转子磁
势计算， 从而可 以改善传统的 ＭＲ ＡＳ矢量控制系统存
（Ｍ ）［ ］来 估 计转 子磁 链 。 Ｉ ４ － ５
矢 量控制的基本原理就是通过坐标变换和磁场 定 向， 定子电流分解 为励磁分量 ｉ 和转矩分量 ｉ，转 将 。 。 子磁链仅 由定子励磁 电流产生 ， 电磁转矩 正 比于 而 转子磁链和 定子电流转矩分量 的乘积 ，从而实现 了磁通和转矩 的解耦控制 ，还 降低 了电机数学模型的 阶次 ，然后按照直流电机 的转矩和转速控制规律控制
三相异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统仿真
摘要本文对三相异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统进行了计算机仿真研究，运用Matlab/Simulink和SimPowerSystem工具箱及面向系统电气原理结构图的仿真方法，实现了带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统的建模与仿真；重点介绍了调速系统的建模和调节器参数的设置，给出了矢量交流调速系统的仿真模型和仿真结果非常接近实际情况，说明了仿真模型的正确性。
关键词：异步电动机；交流调速；矢量控制目录摘要 (I)1概述 (1)2总系统设计 (2)3子系统设计 (6)3.1 转速控制器 (6)3.2 定向控制器 (6)4三相异步电动机磁场定向矢量控制系统仿真 (8)4.1参数给定 (8)4.2系统仿真 (10)总结 (12)参考文献 (13)附录 (14)1概述交流调速技术在工业领域的各个方面应用很广，对于提高电力传动系统的性能有着重要的意义，由于电力传动系统的复杂性和被控对象的特殊性，使得对它的建模与仿真一直是研究的热点。
对其仿真研究不能像控制系统那样可用各环节简化传递函数来表示，这样会有很多重要环节被忽略，完全体现不了交流调速系统的整体结构和各个环节点上的信号状态。
对电气传动系统的建模仿真力求达到与实际系统相一致，Matlab提供的Simulink中的电力系统工具箱（SimPowerSystems）能很好地满足这一要求。
以往对电气传动系统的仿真研究主要集中在电机的建模和仿真，最近，许多对复杂电力传动系统的建模仿真方法已提出，主要有运用仿真工具箱对电力传动系统建模仿真和将电力传动系统的功能单元模块化的仿真建模。
由于三相异步电动机是一个多变量、强耦合非线性系统，存在着高性能上难以控制的问题。
矢量控制技术有按转子磁链定向和按定子磁链定向的控制等策略。
按转子磁链定向矢量控制给出了交流电动机的基本解耦控制方法。
在设计调速系统过程中，利用Matlab按转子磁链定向矢量控制的交流调速系统仿真，正确的应用坐标变换模块是建立转子磁链模型的基础。
三相异步电机按转子磁链定向的矢量控制系统实验研究
突加 、 突卸３ Ｎ・ ｍ负载 ， 实验 波形 如图２ 所示 ， 从上 到下依次 为
１ 通 道 观测 磁 链 反 馈 、 ３ 通道 观 测 转矩 指 令 、 ４ 通 道 观 测 转 矩
反 馈、 ２ 通道观 测转速 反馈 。对 于磁链 ， ｌ 格（ １ ｖ） 代表０ ． ５ Ｗｂ ： 对 于转 矩 ， １ 格（ １ ｖ） 代表６ ． ６ ６ Ｎ・ ｍ； 对 于转 速 ， ｌ 格 （ １ Ｖ） 代
关 键词 ： 矢量控制； 三 相 异步 电机 ； ＤＳ Ｐ
０ 引 言
电机 是 电能消 耗 的最 大户 ， 其中 工业 电机用 电量 占据 工 业用 电的比例 很高 。 三相 交流笼型异步 电机 因其成本低 、 可靠 性高、 维护 简 单 等优 点 ， 成 为 在工 业控 制 领域 运用 最 多 的 电
Ｌ 忆
（ １ ）
同步 旋 转 坐 标 系 幽 上 的 电 压 方 程 ：
ｒ ｝ ｑ ， ￣ － ２ｌ ０ 县 ｑ
Ｍ， 。 。 Ｄ Ｊ ９ ｄ
…
ｕ ， ｄ ＝ Ｒ， ｉ ， ＃ｐ ｄ ／ ， ￣ －（ ｔ ｏ Ｉ 一 ） ｍ ｕ 尺 （ ２￣ ０ － ２） ０ ｔ ｄ
…
电磁 转 矩 方 程 ：
ｎ （ ｉ ， ｑ ｉ Ｔ ｄ — ｉ ｇ ） （ ３ ）
图２ 突加 、 突卸负载 时系统性能
从 图中可 以看 出， 无论 是突加还 是突 卸负载转矩 ， 电机在
经 过短 时间调 整后 总能将 速度 保持为 原来 的状 态， 速 度 波 动 不 大， 系统具有较 强的抗负载冲击能 力。 （ 下 转 第４ ７ 页）
按转子磁链定向矢量的智能控制_沈翠凤-北京科技大学报
零分为正零 (P0) 和负零 (N0), 其余六个与上面相 同. 隶属函数采用预先设定方法得到, 而对于规则 dTe 库的确定, 规则选用 “if ∆Te and − then u” 的方 dt 法获得.
2.2
转速调节器和磁链调节器参数设置的原则 转速调节器和磁链调节器采用智能控制方法,
图2
Fig.2 control system
交流感应电动机以其结构简单、 维修便捷等优 点得到了广泛应用. 由于交流电动机是一个多变 量、强耦合和非线性系统, 在控制上比直流电机复 杂. 一些学者按转子磁链定向的矢量控制技术给出 了交流电动机控制的新方法, 但许多文献在按转子 磁链定向控制调速系统中只给了常规 PI 调节器, 并 没有充分利用微机控制的特点和优良性 [1−5] . 本文 是在按转子磁链定向矢量控制的基础上, 根据不同 的控制规律, 采用智能控制和模糊控制相结合的方 法, 对按转子磁链定向的矢量控制进行了研究, 充分 利用智能控制和模糊控制的特点来进行调节器的设 计. 仿真和实验结果表明, 该控制方案有较高的动、 静态性能.
结构如图 2 所示, 现以转子磁链调节器为例说明调 节过程. ∆Ψ 为转子磁链偏差, ∆Ψ dt 为磁链偏差 dΨ 的积分, − 为实际磁链变化率的负值, 按照专家 dt dΨ 系统的方法, 根据 ∆Ψ 、 ∆Ψ dt 和 − 确定调整 dt 规则和调整强度, 使智能型 PI 调节器参数随着偏 差的变化而有选择性的变化. 当偏差比较大时, 停 止积分, 增大比例系数, 使得系统以最大能力消除 偏差； 当偏差较小时, 投入积分, 调整比例系数和积 分系数, 使系统以最佳过程达到稳态. 其调整规则 确定如下：
(4)
以抑制磁链的影响, 它的实际作用是改造了被控对 象, 提高了系统快速响应性. 故设计采用模糊控制, 首选确定数据库的设计, 转矩调节器的输入变量为 dTe ∆Te 和磁链变化率 − , 它们的标准论域均为 [−6, dt +6]. 转换系数 ke 由允许偏差决定, 因此取 ke = 0.1, dTe kc 由允许的 − 决定, 这里取 92, ku 决定了被控 dt 过程静态放大倍数, 初步确定 ke = ku . 模糊变量的确定, 由于标准论域值 n=6, 所以
基于转子磁链定向的无速度传感器矢量控制研究
基于转子磁链定向的无速度传感器矢量控制研究转子磁链定向技术是一种在无速度传感器矢量控制系统中广泛应用的方法。
该技术通过测量电机的转子磁链，实现对电机速度和位置的准确控制。
在传统的矢量控制系统中，通常需要使用速度传感器来获取电机的实时速度信息。
然而，速度传感器不仅增加了系统的成本，而且容易受到外部环境的干扰。
因此，研究人员开始寻找一种无需速度传感器的控制方法，以提高系统的可靠性和稳定性。
基于转子磁链定向的无速度传感器矢量控制技术正是基于这一需求而发展起来的。
该技术通过测量电机的转子磁链来推导出电机的速度和位置信息。
具体而言，通过测量电机绕组的电流和电压信号，可以计算出电机的磁链。
然后，结合电机的电气参数和控制算法，可以推导出电机的速度和位置。
与传统的速度传感器相比，基于转子磁链定向的无速度传感器矢量控制技术具有以下优点。
首先，无需额外的传感器装置，降低了系统的成本。
其次，由于不依赖传感器，系统对外界环境的干扰更小，提高了系统的稳定性。
此外，该技术还可以提供更高的控制精度，使电机的速度和位置控制更加准确和稳定。
然而，基于转子磁链定向的无速度传感器矢量控制技术也存在一些挑战和限制。
首先，由于测量的是转子磁链，需要对电机的参数进行精确测量和建模。
其次，转子磁链定向技术对电机的运行状态和负载的变化比较敏感，需要进行实时的参数补偿和控制策略调整。
此外，该技术在低速和起动时的性能表现较差，需要进一步优化。
综上所述，基于转子磁链定向的无速度传感器矢量控制技术是一种具有潜力的控制方法。
通过测量电机的转子磁链，可以实现对电机速度和位置的准确控制。
然而，该技术还需要进一步的研究和改进，以克服其存在的挑战和限制，提高系统的性能和可靠性。
磁链闭环控制的矢量控制系统原理分析及MATLAB仿真
摘要矢量控制是一种优越的交流电机控制方式，一般将含有矢量变换的交流电动机控制都成为矢量控制，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的控制，电动机才能获得最优的动态性能。
它模拟直流电机的控制方式使得交流电机也能取得与直流电机相媲美的控制效果。
本文介绍了矢量控制系统的原理及模型的建立，搭建了带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制调速系统的Simulink模型，并用MATLAB最终得到了仿真结果。
关键词：矢量控制；磁链观测；MA TLAB仿真目录前言 1第一章矢量控制的原理 21.1坐标变换的基本思路 21.2矢量控制系统结构 3第二章转子磁链观测第三章带转矩内环的直接矢量控制系统第四章控制系统的设计与仿真4.1 矢量控制系统的设计4.2 矢量控制系统的仿真结论参考文献前言矢量控制是一种优越的交流电机控制方式，它模拟直流电机的控制方式使得交流电机也能取得与直流电机相媲美的控制效果。
本文研究了矢量控制系统中磁链调节器的设计方法。
首先简单介绍了矢量控制的基本原理，给出了矢量控制系统框图，然后着重介绍了矢量控制系统中磁链调节器的设计和仿真过程。
仿真结果表明调节器具有良好的磁链控制效果。
因为异步电动机的物理模型是一个高阶、非线性、强耦合、的多变量系统，需要用一组非线性方程组来描述，所以控制起来极为不便。
异步电机的物理模型之所以复杂，关键在于各个磁通间的耦合。
直流电机的数学模型就简单多了。
从物理模型上看，直流电机分为空间相互垂直的励磁绕组和电枢绕组，且两者各自独立，互不影响。
正是由于这种垂直关系使得绕组间的耦合十分微小，我们可以认为磁通在系统的动态过程中完全恒定。
这是直流电机的数学模型及其控制比较简单的根本原因。
如果能将交流电机的物理模型等效变换成类似直流电机的模式，仿照直流电机进行控制，那么控制起来就方便多了，这就是矢量控制的基本思想。
第1章矢量控制的基本原理矢量控制实现的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。
基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统
现在的问题是，如何求出iA、iB 、iC 与 i、i 和 id、iq 之间准确的等效关系，这 就是坐标变换的任务。
2. 三相--两相变换（3/2变换）
现在先考虑上述的第一种坐标变换 ——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。
三相异步电动机在两相坐标系上的 数学模型
前已指出，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. 异步电机在两相任意旋转坐标系（dq坐 标系）上的数学模型
分析结果
电枢磁动势的作用可以用补偿绕组磁 动势抵消，或者由于其作用方向与 d 轴 垂直而对主磁通影响甚微，所以直流电 机的主磁通基本上唯一地由励磁绕组的 励磁电流决定，这是直流电机的数学模 型及其控制系统比较简单的根本原因。
• 交流电机的物理模型
如果能将交流电机的物理模型（见下 图）等效地变换成类似直流电机的模式， 分析和控制就可以大大简化。坐标变换正 是按照这条思路进行的。
2
1 2 3 2
iA iB iC
（5-3）
• 三相—两相坐标系的变换矩阵
令 C3/2 表示从三相坐标系变换到两相坐标系的
变换矩阵，则
C3/ 2
2 1
3 0
1 2 3
2
1 2 3 2
C2/3
1
2 3
1 2
1 2
0
3
2
3 2
（5-4）
（5-5）
按转子磁链定向的矢量控制系统
交流电机是一多变量、非线性、强耦合的受控对象，其电磁转矩的产生和定转子磁场及其夹角有关，因此，如欲控制转矩，必先控制磁通。如何使交流电机获得和直流电机一样的转矩控制性能，是对交流电机实施有效控制的关键。而矢量控制和直接转矩控制系统基于交流电机的动态数学模型，因而动态性能好，转矩响应速度快，获得了与直流调速系统同样优良的静、动态性能，开创了交流调速与直流调速相竞争的时代[5]。同时，单片微机、数字信号处理器(DSP)等微处理机引入电机控制系统，尤其是近年来能够进行复杂运算的数字信号处理器的应用，使得复杂的电机控制得以实现。另外，微机运算速度不断提高，存储器大容量化，进一步促进了数字控制系统取代模拟控制系统，数字化已成为控制技术的发展方向。
Key word:SVPWM;Vector control;Flux; DSP
摘要
Abstract
按转子磁链定向的矢量控制系统设计
1.
随着电力电子技术和数字控制技术的不断发展，交流异步电动机在电力传动领域应用越来越广泛，其取代直流电机已成为不可逆转的趋势。异步电机具有结构简单、工作可靠、维护方便且效率较高的优点。普通的变频调速装置采用恒定磁通控制，即V/F恒定控制，电机即使在轻载运行时，其磁场的大小并不改变，电机的铁损耗并不会因为电机的轻载运行而减小，特别是当电机负载变化时将会造成电能的浪费，这种变频调速系统虽然具有异步交流电机调速的部分优点，但是它的动态性能差。现在，各种通用的和高性能的交流电机控制策略相继诞生，市面上有各种变频器，而在高性能异步电机调速系统中通常采用具有良好动静态性能的矢量控制技术，其控制性能可和直流调速相媲美。
感应电动机磁场定向矢量控制系统的设计与仿真毕业设计(论文)
感应电动机磁场定向矢量控制系统的设计与仿真燕山大学毕业设计（论文）任务书注：表题黑体小三号字，内容五号字，行距18磅。
（此行文字阅后删除）摘要摘要由于直流调速的局限性和交流调速的优越性，以及计算机技术和电力电子器件的不断发展，异步电动机变频调速技术正在快速发展之中。
经过最近十几年的应用开发，交流异步电动机的变频调速性能已经可以与直流调速系统相媲美。
目前广泛研究应用的异步电动机变频调速技术有恒压频比控制方式、矢量控制、直接转矩控制等。
本文采用异步电动机的矢量控制调速技术，具有动态响应快、低速性能好和调速范围宽等优点。
矢量控制思想是将交流电动机模型等效成直流电动机模型加以控制，利用坐标变换理论，将非线性、强耦合的交流电机模型解耦，把交流电动机定子电流矢量分解为两个分量：励磁电流分量，转矩电流分量。
通过对这两个矢量分别控制，从而实现对磁场和转矩的分别控制。
本文设计了一个带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统。
系统的动态响应能力快和抗干扰能力强，转矩内环有助于提高转速和磁链闭环控制系统的解耦性能。
运用MATLAB的工具软件SIMULINK对矢量控制系统进行仿真研究，仿真结果表明了本设计的合理性。
关键词异步电机；矢量控制；磁场定向AbstractAs a result of the limitation of direct-current speed control modulation and the superiority of alternating speed control modulation and the unceasing development of computer technology and electric power device, the frequency conversion velocity modulation technology of asynchronous motor is in the rapid development. After the application and development in the past 10 years, the frequency conversion velocity modulation performance of asynchronous motor can be comparable with the direct current velocity modulation system.At present, the asynchronous motor frequency control, vector control and direct torque check etc. are in detailed studies. This paper uses the modulation method of asynchronous motor, which has the dynamic response quickly and low-speed performance and wide velocity modulation scope.Vector control is developed based on the idea that the controlling means of induction motor can be equivalent to the DC motor，The induction motor mathematic model that is high nonlinear and complex coupling can be separated by coordinate transformation theory，Stator current can be decomposed into excitation current component and the torque current component, then the magnetic field and torque can be separately controlled by controlling the two current components．This paper designed flux regulator, torque regulator and speed regulator, constituting the inner ring with torque of speed, closed-loop flux vector control system.To improve the system dynamic response and anti-jamming capability, the torque of the inner ring helps to improve the speed and flux decoupling of the closed-loop control system performance.It has applied the SIMULINK tool software in MATLAB to carry on the simulation to the vector control system and the simulation results show that the rationality of the design.Keywords Asynchronous Motor；Vector Control；Magnetic Field Direction目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 目录.. (III)第1章绪论 (1)1.1课题研究的背景及意义 (1)1.2国内外发展现状及发展趋势 (2)1.3交流调速系统的主要控制策略 (4)1.3.1基于稳态模型的控制策略 (5)1.3.2基于动态模型的控制策略 (5)1.4论文研究的主要内容和结构安排 (7)第2章异步电动机矢量调速原理 (8)2.1引言 (8)2.2异步电动机矢量调速的实质 (8)2.3异步电动机矢量调速控制系统 (9)2.4矢量控制系统常用方案及比较 (10)2.4.1矢量控制系统常用的方案 (10)2.4.2控制方案的比较 (11)2.5异步电动机的数学模型 (12)2.5.1三相坐标系下的数学模型 (12)2.5.2坐标变换 (15)2.5.3两相同步旋转坐标系上的异步电机模型 (19)2.6异步电动机按转子磁场定向的矢量控制 (20)2.6.1矢量控制的基本思路 (20)2.6.2矢量控制的磁场定向 (21)2.6.3异步电动机按转子磁场定向的数学模型 (21)2.6.4异步电动机按转子磁场定向的矢量控制方程 (23)2.7转子磁链的观测 (25)2.7.1转子磁链的获取方法 (25)2.7.2转子磁链观测模型 (26)2.8电流追踪型逆变器工作原理 (27)2.9本章小结 (30)第3章矢量控制调速系统的仿真分析 (31)3.1仿真系统的模型及参数 (31)3.2系统模块及仿真分析 (32)3.2.1系统模块简介 (32)3.2.2仿真波形分析 (35)3.3本章小结 (40)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (44)附录1 文献综述 (45)附录2 开题报告 (51)附录3 中期报告 (58)附录4 英文文献翻译 (70)附录5 英文文献原文 (72)章1章绪论第1章绪论直流电气传动和交流电气传动在19世纪先后诞生。
按转子磁链定向的矢量控制Matlab仿真实验(运控课设)
摘要
因为异步电动机的物理模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，需要用一 组非线性方程组来描述，所以控制起来极为不便。异步电机的物理模型之所以复杂，关 键在于各个磁通间的耦合。如果把异步电动机模型解耦成有磁链和转速分别控制的简单 模型，就可以模拟直流电动机的控制模型来控制交流电动机。
2
(2-3) (2-4)
2.3 旋转变换
两相静止坐标系和两相旋转坐标系的变换 (简称 2s/2r 变换 )，两相静止绕组， 通以 两相平衡交流电流，产生旋转磁动势。如果令两相绕组转起来，且旋转角速度等于合成 磁动势的旋转角速度 , 则两相绕组通以直流电流就产生空间旋转磁动势。从两相静止坐标
系到两相旋转坐标系的变换 , 称为两相旋转－两相静止变换，简称 2s/2r 变换。其变换关
C2s 2r
C2r1 2s
cos sin sin cos
(2-7)
电压和磁链的旋转变换阵与电流旋转变换阵相同。
3 转子磁链计算
按转子磁链定向的矢量控制系统的关键是 r 的准确定向， 也就是说需要获得转子磁 链矢量的空间位置。根据转子磁链的实际值进行控制的方法，称作直接定向。
转子磁链的直接检测比较困难，现在实用的系统中多采用按模型计算的方法，即利
4
武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书
用容易测得的电压、电流或转速等信号，借助于转子磁链模型，实时计算磁链的幅值与
空间位置。转子磁链模型可以从电动机数学模型中推导出来，也可以利用专题观测器或 状态估计理论得到闭环的观测模型。在计算模型中，由于主要实测信号的不同，又分为
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A
B
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6.6 基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统
6.6 基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统本节提要矢量控制系统的基本思路按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用转子磁链模型转速、磁链闭环控制的矢量控制系统——直接矢量控制系统磁链开环转差型矢量控制系统——间接矢量控制系统一、矢量控制系统的基本思路在前面已经阐明，以产生同样的旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子交流电流，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，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和。
异步电机的坐标变换结构图图6-52 异步电动机的坐标变换结构图3/2——三相/两相变换; VR——同步旋转变换;——M轴与轴（A轴）的夹角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（Vector Control System），控制系统的原理结构如下图所示。
图6-53 矢量控制系统原理结构图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6-53中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。
二、按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用问题的提出上述只是矢量控制的基本思路，其中的矢量变换包括三相/两相变换和同步旋转变换。
在进行两相同步旋转坐标变换时，只规定了d，q两轴的相互垂直关系和与定子频率同步的旋转速度，并未规定两轴与电机旋转磁场的相对位置，对此是有选择余地的。
按转子磁链定向现在d轴是沿着转子总磁链矢量的方向，并称之为 M（Magnetization）轴，而 q 轴再逆时针转90°，即垂直于转子总磁链矢量，称之为 T（Torque）轴。
异步电动机转子磁场定向控制系统仿真研究本科毕业论文设计
本科毕业论文（设计）异步电动机转子磁场定向控制系统仿真研究The Simulation Research on Asynchronous Motor Control System Based on Rotor Field-Oriented独创性说明作者郑重声明：本毕业论文（设计）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得辽东学院或其他单位的学位或证书所使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：___________ 日期：__ __摘要三电平逆变器因为其可以实现更高的电压等级，输出较少的谐波含量等优势在高压大功率的逆变场合得到了广泛的应用，而转子磁场定向控制是应用最广泛的调速方法。
因此，本文对结合三电平逆变器的异步电机转子磁场定向控制的问题进行了研究。
文中在分析了三电平逆变器的拓扑结构及工作原理和三相异步电机的数学模型、坐标变换的基础上，深入研究了转子磁场定向矢量控制系统的基本原理，设计了磁链和转速双闭环系统并给出了框图。
最后，利用MATLAB/Simulink对系统进行了仿真。
关键词：三电平逆变器；异步电机；转子磁场定向控制；MATLAB仿真The Simulation Research on Asynchronous Motor Control SystemBased on Rotor Field-OrientedAbstractThree-level inverter because it can achieve higher voltage grade, output less harmonic content of advantages in high pressure high-power inverter occasions a wide range of applications, and rotor field-oriented control is the most widely used control method. Therefore, this article chooses three-level inverter induction motor rotor field-oriented control for research.Based on the analysis of the three-level inverter topology structure and working principle and mathematical model of three-phase asynchronous motor, on the basis of the coordinate transformation, the in-depth study of the rotor field-oriented vector control system design, the basic principle of the rotor flux observer, flux and speed double closed loop system. Finally, has completed the design of control system and gives the diagram. MATLAB/Simulink on the system modeling and simulation.Key words：Three-Level Inverter; Asynchronous Motor; rotor field oriented control; MATLAB simulation目录摘要 (I)Abstract (II)一、绪论 (1)（一）课题背景和意义 (1)（二）多电平逆变器的发展概况 (1)（三）异步电机转子磁场定向控制技术综述 (2)1. 交流调速的发展概况 (2)2. 转子磁场定向控制技术的发展概况 (2)（四）课题研究的主要内容 (3)二、二极管嵌位式三电平逆变器 (4)（一）逆变器介绍 (4)（二）三电平逆变器的拓扑结构及工作原理 (4)（三）二极管钳位型三电平逆变器的优缺点 (8)三、异步电机转子磁场定向控制 (9)（一）异步电机动态数学模型与坐标变换 (9)1.三相异步电动机的数学模型 (9)2.坐标变换 (13)3.异步电机在两相任意旋转坐标系上的数学模型 (16)4.异步电机在两相同步旋转坐标系上的数学模型 (18)（二）异步电机转子磁场定向控制 (19)1.异步电机转子磁场定向控制简介 (19)2.转子磁场定向控制的基本原理 (19)3.转子磁链观测模型 (21)（三）异步电机转子磁场定向控制系统 (23)1.异步电机转速、磁链双闭环控制系统 (23)2.转速闭环控制 (24)3.磁链闭环控制 (24)（四）本章小结 (24)四、控制系统仿真分析 (25)（一）MATLAB/Simulink软件介绍 (25)（二）异步电机转子磁场定向控制系统仿真 (25)1.仿真模型 (25)2.仿真结果分析 (25)（三）本章小结 (33)五、结论与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (36)一、绪论（一）课题背景和意义为了解决电力紧张的现状，实现节能，需要提高用电设备的效率。
交流电机转子磁链的定向矢量控制系统仿真
磁链方程
s Ls 0 Lm cos Lm sin is 0 Ls Lm sin Lm cos is s = r ' Lm cos Lm sin Lr 0 ir ' r ' Lm sin Lm cos 0 Lr ir '
矢量控制理论
• 异步电机的动态数学模型
• 数学模型方程 电压方程
u A Rs i A u i Rs B B uC Rs iC ua Rr ia u R i r b b uc Rr ic A B C p a b c
• 磁链分析 （1）定子电压估计法
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Lr Vs Rs is dt Ls is Lm Lr Vs Rs is dt Ls is Lm
1 Lmis Tr r 1 Tr p 1 1 Tr p Lm is Tr r
• 磁链方程
A LAA LAB LAC LAa LAb LAc iA L L L L L L i B BA BB BC Ba Bb Bc B C LCA LCB LCC LCa LCb LCc iC a LaA LaB LaC Laa Lab Lac ia L L L L L L i b bA bB bC ba bb bc b c LcA LcB LcC Lca Lcb Lcc ic
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郭 璃 壬庆 贤
按转子磁链 定 向的矢量控制系统仿真研究
（ 兰州交通 大学 自动化与电气工程 学院， 甘肃 兰州 ７ ｏ ７ ） ３ ｏｏ
摘 要： 详细分析矢量 控幸 系统对异步电机 电磁转矩 实时控幸的原理， Ｉ ｌ 构建蒂转矩 内环磁链闭环按 熙转子磁 链定向 矢量控制结构 ， 系统的各 对 部分进行 了详细的阐述。科 用仿真工具建立 了 仿真模 型。 结果表明谈方法实现 电磁转矩控幸 ， Ｉ达捌 良 的调速性侥。 好
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角。
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图 ５ 转 速 波 形 矩 指 令 Ｒ
图 ｌ 带 转矩 内环磁 链 闭环 的 矢量 控 制 结 构 图 转子磁链反馈信号包含 了转子磁链的大小
和位置 ， 转子磁链的观测模型主要有二种目： （） １在两相静止坐标 系的模型。 定子电压和 电流由传感 器测得后 ， 经过 ３／ｓ变换 ， ｓ ２ 根据 异
得 到的 、 以及零轴 电流 ｉ＝ ｏ变换到定子三 相坐标系上 ， 得到定子电流给定信号 、 。 、 Ｃ ｒ ｎ ｅ ａ０ 模块利用 自定义封装 ， ｕｒ ｔＲ １ ｅ ｒ 实 现滞环调节 ， 内部结构如 图 ４ 使用 时只需 指 其 ， 定滞环环宽 ，滞 环宽度 的大小影响开关 器件 的 开关频率 ， 环宽越小 ， 开关频率 越高 ， 电流控 且 制精度越高 ， 反之亦然 。 、 ４仿真结果 与分析 仿真采用固定步长的 ｏｅ 仿 真算法 ， ｄ３ 为保 证精度 ， 限制最 大步长取 ｌ －。 ｅ ５ ． 电机 空载启 动，启动过程充 分利用 电机 的 过载能力 ，以最大加速度加速 ， 启动时 间只需 ０ ｓ快速性好 ， 图 ５ 其 中虚线为转 速给定 ， ．， １ 如 ， 实线为实际转速 。 启动进入稳态后 ， １ ｓ 在 ． 时刻 加 ７ ％额定 ５ ５ 图 ３ 调 节 器 的 内部 结 构 负载 ， 转速稍微有 降落 ， 但是能跟随 给定值 ， 系 Ｔ ａ ｓｏ ｍａ ｉ ｎ ｑ ｔ ａｃ模 块 将 上 一级 统呈现良好 的抗扰性。在 ２ 时刻进行减速 ｒ ｎ ｆ ｒ ｔｏ ｄ ０ ｏ ｂ ＿ ｓ
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（ ２ ）
图 ４ Ｒ ＤｄｔｒＣ ｎ ｔ 内部 封 装 结 构 ｅ ａｏ ｕ ￣ 的
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其 中 ，｜ 电机极对 数 ；恤 ｎ为 Ｉ 为定转 子 之间 经过 ２ ｓ为 、 后 ， 、 利用 电流滞 互 感； Ｌ为转子电感 ； 为定子 电流在转 予磁链 ｉ ｄ 环调制得到逆变器 开关信号。 方 向上的分 量； 为转子磁链 。由式 （ ） １ 可见 ， ３仿真模型 Ｉ 、ＩＬ是与 电机相关 的常数 ， ．Ｌ 、 １ 当保证 为定 依据以上的分析 ，利用 胁 Ｓ瑚ｄｎ ｉ ｌｊｋ工 值 时 ， 与 有线性关系 ，称之 为转矩 电流分 Ｅ 具箱Ｈ 搭建按照转 子磁链定向的矢量控 制调速 ， 量。 系统的模型如图 ２ ： 矢量控制系统 有多种结构 ，带转矩内环磁 链 闭环的矢量控 制系统结构如图 ｌ所示日， 该系 统 由三个闭环结构组成 ， 外环控制转速 ， 内环为 转子碰链和电磁转矩 ，直接对二者同时实现控 制 。通过转速反馈信号与转速给定相比较 的偏 差 经过转 速调节 器 Ａ Ｒ Ｓ ，输 出转 矩指令 信号 ； 转速调节器的输 出转矩指令信号 与实际 电磁转矩 相 比较的偏差通过转 矩调节器 Ａ ． Ｔ 运算 出转矩 电流分量 ； Ｒ， 转子磁链 给定是 图 ２ 带转 矩 内环 磁链 闭 环 的 函数发生器 ， 由转速给定作为输入 ， 出转子 得 矢量 控 制 系统 仿 真模 型 磁链给定信号 ， 经磁链调节器 Ａ Ｒ运算 出 Ｐ 系统 主电路 由恒定直流电源 、三相桥式逆 励磁电流分量 。转子磁链函数发生器根据 电 变器、 异步 电机模型构成 ， 控制部分包括外环转 机的调速范围和转速给定信号 ， 在恒转矩范 围 速 环， 内环转矩环和磁链环 ， 最后生成触发脉冲 内恒磁通 ， 转子磁链保持额定 ， 在恒功率范 围内 加 至逆变器六个开关器件 。 削弱磁场 ， 转子磁链随转速指令 的增大 而减小 。 电机 中 模 型 ，从 Ｍａｈｎｓ ａｕｅ ｎ ｃｉｅ Ｍｅｓｒｍｅｔ Ｄ ｍ ｘ 口引出转子磁链 ｄ 分量 、 ｅｕ端 ｑ 定子三相电 流 、 、 ， Ｉ 电磁转矩 Ｌ 作为反馈信号 。 ｈ 三个调节 器采用 Ｈ 形式 ， 内部结构如 图 ３ 所示。
关键嗣 ： 矩控镧； 转 矢量 控 毒 ； 真 Ｉ仿
Ａｈ 础 ｒ 槲 ａ ｉ ｅ ｈ ｓ 翻ｎ ｔｌ ｒｃ ａ ｗｉ ｂ ｔ ｈ ｔａｌｅ ｏ啪 Ⅱ 醴捌出 ｏ ｕ ｄ 哔 ｆｒ 矗 ｏ 哪ｄⅡ 呐嘴 瑚ａｃ．ｍ＇ａ ｄ ｌｏ ｏ １】ｅ ｎ ａｓ ￣ ｒ ｃｅ 喇 妇 ｉ ｕｌ ｄ ａ Ｉ岛 ｅｅ ｐ ｃ ｎ￣Ｊ蟛吲岫ｍ Ｉ ｏｔ ｈ ｈ ｑｌ ｏ ｌ ｌｑ Ａ ｅ １ｄ ｅ ｄ． ｅ ｄ ｈ ｓ ｂ ｅ ｔｋ ｎ ｆｒ ｅ ｃ 秘 释 甲 ａ ｅ ｎ ａ ｅ ｏ ａ ｈ Ｈｅ ｓ Ｈ ｌ ∞ ｎ ，ａ 哪ｌ ｊ 吐ｉ ｄ．ａ 菇面 ￣ｍｅ ｎ ｉｎ ｄ ｎ ｄ 瑚 略 瞧 哪 呻 ｍｅ ｔｏ ｅ ａ ｄ
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ｗｏ ｄ ＝妇 ｑｌ ￣ ｔ ； ｅ ｅ 啊 ０；孟 岫 ０ ｌｓ Ｉ ｅ￣ ｎｍｌｖ ｒ ｒｃ ｍ ｌｓ ｎ ｉ 脚
ｌ橱隧 步电机 在两相静止坐标系下的数 学摸墅，计算 对于电力拖动系统 ， 其动态 、 静态性 能取决 转子磁链 的大小和相位。 于系统对电机 电磁转矩的实时控制能力 。异步 电机的动态数学模型是—个高阶 、 非线性 、 强耦 合 的多变量系统ｍ 电磁转矩更是耦合 性强 ， ， 对 ‰ 斗 ） 姒 （） ３ 其控嗣亦 十分复杂 。 （） ２ 按转子磁场定向两相旋转坐标系下的 电动机定子电流 ， 根据磁场定 向原 理， 电流分 将 模 型。 三相定子 电流 、 、 ３ ２ 按转子磁链 经 ｄ ｒ 解为产生磁场的电流分量（ 磁电流） 励 和产生转 定 向， 得到 、 ， ｉ 利用矢量控翻方程 式 ｑ 矩的电流分量 （ 转矩 电流 ） 分别加 以控 制 ， 同 并 时控镧两分量间的幅值和相位 ，电磁转矩与转 （） ４ Ｊ ％ ｒ 矩电流有近似的线性关系 ， 达到控镧异步电动 哦 ‘ （） ５ 机转矩的 目的， 实现高性能调速 。 ２控制结构分析 可 以获得 和转差 ，由 与实测转速 异步 电机的电磁转矩表达式 ： ｍ相 加得 到定 子频率信号 岫， 再经积 分即为转 哦 （ ） 子磁链的相位角 。即同步旋转变换的旋 转相位 １