基于matlab的pmsm直接转矩控制的建模方法的研究毕业论文(编辑修改稿)

基于matlab的pmsm直接转矩控制的建模方法的研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

6 用 φ 、 τ 分别表示电机磁链和转矩的给定值和实际值的误差状态 ， 当给定值比实际值大时状态为 1， 否则状态为 0， 则由 φ 、 τ 的状态以及磁链所处分区的位置 ，便可按表 1 选择开关电压矢量 ， 并为了方便在 MATLAB/simulink 中实现查表的位置我们假设一个变量的到： 21S    （ 9）。 逆变器开 关时间控制模型 如图 2所示 ，设定当前采样周期的定子磁链矢量为 sn ， 下一采样周期的定子磁链矢量为 ψ +1， 所以给定转矩和估计转矩之间存在误差。 将式 (8)的定子磁链增量 dψ s分解到α β轴系的两坐标轴上 , sin( ) sin( )sin( ) c o s( )s s s s s s ss s s s s s sd u t u td u t u t        （ 10） 再利用 Clarke逆变换 ， 将式 (10)映射到定子三相坐标系 A、 B、 C轴系上 ， 把定子磁链增量 sd 分配到三相绕组 ， 如： s i n( )s i n3s i n3ABCsAsB s s s s sCssdtd u t u t                  （ 11） 定子合成磁链矢量的增量在各相绕组上的分量惟一地由参考电压在该绕组上的作用时间决定 ， 参考电压在各相绕组上的作用时间是定子合成磁链矢量 s 空间位置角 s 的函数 ， 如 ： s i n ()sin3sin3ABCsss s s ss s sttt t utt           （ 12） 其中 s 为定子合成磁链矢量相 对于 A相绕组 ( 轴 )的空间角位移。 一个周期内定子参考电压矢量 su 的作用时间 st 根据式 (8)和 (9)求得 ， 即 7 sssss s sddtdu u u     （ 13） 上式中 ， 虽然 dψ s和 us都是空间矢量 ， 但是二者方向相同 ， 所以直接采用其幅值进行计算。 |us|是参考电压空间矢量的幅值为直流母线电压。 永磁同步电机直 接转矩控制的系统 永磁同步电机直接转矩控制的系统结构如图 34 所示 ， 是一个包含速度和转矩的双闭环系统。 主要包括电机转速 pi 调节器、定子磁链和转矩观测器、转矩与磁链滞环比较控制器、最佳开关逻辑选择表、逆变器等。 以 和 分别作为转矩和定子磁链的给定值， te、ψ s 分别为利用α β坐标系的电压和电流估算得的转矩和磁链实际值 ， 在调速系统中 可作为转速调节器的输出 ， 与实际转矩比较后经转矩滞环控制器输出转矩增减信号。 当需要增大电磁转矩时，转矩控制器输出 1，逆变器输出电压所形成的空间电压矢量使ψ s 向前转动，由于电机的电磁时间 常数小于机电时间常数，使定子磁链转速快于转子磁链转速，其结果是δ增大，增大了实际电磁转矩。 转矩控制器输出 0 时，将减小实际转矩。 进入稳态后，转矩给定值与实际值之差落在转矩控制器的滞环内，转速平均值也稳定为同步转速。 为给定的定子磁链 ，与实际定子磁链相比较后，经磁链滞环控制器输出磁链增减信号，定子磁链保持在一个规定的范围内。 这两个控制器的输出共同确定开关表的输出值，控制逆变器的pwm 波输出。 在 控制过程中 ， 在每一个采样周期开始 ， 非零导通时间所对应的逆变器开关同时导通 ， 向 PMSM三相绕组供电 ， 然后根据每相绕组的通电 时间控制对应功率开关截止。 一个周期内每个桥臂只有一个功率开关动作一次 ， 具有恒定的开关频率 ， 实际是一种恒频脉宽调制方式。 该控制算法彻底避免了传统 DTC控制以及 SVM控制策略中磁链工作扇区的判别以及矢量合成等复杂的数据和逻辑计算 ， 特别适合于数字PWM控制器件 ， 可以直接用于 DSP、 FPGA等控制平台。 8 图 34 永磁同步电机直接转矩控制的系统结构 9 4 系统仿真模型的组建 仿真系统 本文主要是利用 Matlab 软件进行仿真 ， Matlab 的含义是矩阵实验室（ MatrixLaboratory）。 它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境。 在这个环境下 ， 对所要求求解的问题，用户只需要简单地列出数学表达式，其结果便以数值或图形方式显示出来。 Matlab 的推出得到了各个领域专家学者的广泛关注，其强大的扩展功能更为各个工程领域提供了分析 和设计的基础。 Matlab 包括被称作工具箱（ Toolbox）的各类应用问题的求解工具。 随着 Matlab版本的不断升级，其所含的工具箱的功能也越来越丰富，因此应用范围也越来越广泛，成为涉及数值分析的各类设计不可或缺的工具。 Simulink 是基于 Matlab 的框图设计环境，可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真，它的建模范围广泛 ， 可以针对任何能用数学来描述的系统进行建模，例如航空航天动力学系统、卫星控制制导系统、通信系统、船舶及汽车等，其中包括了连续、离散 ， 条件执行 ， 事件驱动 ， 单速率 、 多速率和混杂系统等。 Simulink提供了利用鼠标拖放的方法来建立系统框图模型的图形界面，而且还提供了丰富的。