Simulink基于SVPWM永磁同步电机的控制系统仿真+原理图+电路图 第8页
发时间。本文所有的仿真均采用MATLAB/SIMULINK仿真工具作为平台。
4.2 SVPWM控制的仿真实现
电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)是实现伺服控制最关键的环节，它是把电动机与PWM逆变器看为一体，着眼于如何使电动机获得幅值恒定的圆形磁场为目标。它是以三相对称正弦电压供电时交流电机中的理想磁链圆为基准，用逆变器不同的开关模式所产生的有效矢量来逼近基准圆，即用多边形来近似模拟圆形。具体实现步骤如下：
1．给定转速 与实际转速反馈 作差，得到转速误差 ；
2． 经转速PI调节器，得到q轴电流给定值 ；d轴电流给定值 =0；
3．dq坐标系中的d轴和q轴给定电流分别和d轴和q轴实际反馈电流作差，得到两相电流误差；
4．d轴和q轴电流误差分别经过电流PI调节器得到dq坐标系下两相电压 、 ；
图 4-1 空间电压矢量控制仿真模型
5．两相电压 、 结合转子位置角反馈 经 坐标变换得到 坐标系下两相电压 、 ；
6． 、 f作为期望电压矢量进行SVPWM调制，发触发脉冲输入三相逆变器模型，进而驱动PMSM；
7．根据 坐标变化公式，三相定子电流 经 左边变换得到 坐标系两相电流 ；
8．根据式（2-5），两相电流 结合转子位置角反馈 经 坐标变换得到dq坐标系两相定子电流 ，作为下一周期电流比较根据，反馈到第3步；
9．转子位置角 反馈到第5步和第8步，转速 反馈到第一步。
根据上述步骤搭建永磁同步电机空间电压矢量控制方法仿真模型如图4-1所示
仿真采用离散步长形式，采样时间为 ，各模块结构和功能如下：
(1) 转速PI调节器和电流PI调节器
图4-2 转速PI调节器模块
(2) abc/dq变换模块
图4-3 abc/dq变换模块
模块的输入量是三相定子电流 和转子位置角反馈 。
对应式（2-4），模块中函数的表示如下：
函数块Fcn1：sqrt(2/3)[u(1)*cos(u(4))+u(2)*cos(u(4)-2*pi/3)+u(3)*cos(u(4)+2*pi/3)]
函数块Fcn2：-sqrt(2/3)[u(1)*sin(u(4))+u(2)*sin(u(4)-2*pi/3)+u(3)*sin(u(4)+2*pi/3)]
这两个函数块的输出分别对应dq坐标系中d轴实际电流 和q轴实际电流 。
(3) get_vdq模块
模块的输入量是q轴电流给定值 和d轴电流给定值 以及q轴实际电流反馈值iq和d轴实际电流反馈值 。q轴和d轴电流分别经过电流调节器（PI调节器）得到q轴和d轴电压 和 。
图4-4 dq坐标系下电压获得模块
(4) Get_the_amp模块
模块的输入量是q轴和d轴电压 和 以及转子位置角反馈θ。模块分为两个部分，一部分利用SIMULINK提供的求复数相角的模块得到 和 在空间构成的矢量的相角，其输出为－180°到180°的角度值，经过抬升和限幅，最后将以后计算所需的0到2π的角度值theta。另一部分是计算vq和vd在空间构的幅值amp。模块中函数的表示如下：优-文^论,文.网
http://www.youerw.com函数块Fcn1：u*360/(2*pi)
函数块Fcn2：360+u
函数块Fcn3：2*(u(1)+u(2))*pi/360
函数块Fcn4：u-2*pi
函数块Fcn5：u*360/(2*pi)
函数块Fcn6：sqrt(u(1)*u(1)+u(2)*u(2))
图 4-5 坐标系下电压幅值和相角获得模块
(5) 脉冲发生模块
图4-6 脉冲发生模块
模块的输入量为时钟t以及 和 在空间构成的矢量的相角theta和幅值amp模块先由时钟t产生PWM周期Ts，然后根据相角theta和幅值amp选定任一时刻作用的矢量并计算其分别的作用时间，最后产生优路信号给三相逆变器模块。
4.3 仿真结果与分析
4.3.1 仿真结果
空间矢量PWM计算方法在上一章节已经详细的阐述，仿真的子模块如图4-2至图4-6所示，仿真时取取三角载波的周期为0.0001s,幅值为0.00005。图4-1是基于SVPWM控制的电机矢量控制系统的仿真模型。仿真结果输出波形如下：
(1) 转速给定为314rad/s，0.04秒突加负载的条件下，基于空间矢量PWM调制策略下逆变器线电压的输出波形分别如图4-7所示。上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]
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