永磁同步电机矢量控制系统的研究+仿真(10)
利用Matlab6.5.1中的simulink工具建立永磁同步电动机矢量控制系统控制的仿真模型，如图所示[13]：
图4.1永磁同步电动机矢量控制系统控制的仿真图
各个模块功能介绍如下：
(1)模块PI_speed是速度PI调节器，实现速度闭环控制，该调节器设置了输出限幅；模块PI_torque是转矩PI调节器，构成电流闭环控制，输出定子电流的参考值 ；图11为PI调节器的结构[14]：
图4.2 PI调节器结构图
图4.3 PI调节器参数设置窗口图
(2)模块Park实现Park变换，Park变换是三相静止坐标A，B，C到二相旋转坐标d、q的变换，对应的变换矩阵为：
（36）
模块 实现Park逆变换，Park逆变换是二相旋转坐标d、q到三相静止坐标A、B、C的变换，对应的变换矩阵为：
（37）
模块Park和模块Park-1分别如图4.4和图4.5所示：
图4.4Park变换子模块结构图
图4.5 Park-1变换子模块结构图
(3)模块Permanent Magnet Synchronous Machine是simulink中提供的永磁同步电动机仿真模型，它封装了电机的主要电压方程和机械方程，如图15所示：
图4.6 PMSM模型构造图
下表1为仿真中使用的永磁同步电动机的参数：
表1 永磁同步电动机模型的参数
定子电阻R1（ ）
2.875 额定转矩Tn（N.m） 3
直轴电感Ld（H） 0.0085 极对数P 4
交轴电感Lq（H） 0.0085 转动惯量（ . ）
0.0008
永磁体磁链 （Wb）
0.175 摩擦阻力系数
0
模块Machines Measurement Demux永磁同步电动机测量模块，输出电动机电压、电流、转速、机械角度和电磁转矩。结构图如图4.7所示：
图4.7 MMD模块结构图
电机模型得到转子的机械角度thetam，经电机极对数模块可以得到转子的电角度thetae；
(4) PMSM模块
图4.8 PMSM模块
(5) SVPWM模块
图4.9 SVPWM模块
前面已经讲过，SVPWM算法共分为四步，①判断空间矢量％所在的扇区Ⅳ；②算在该扇区晶体管的导通时间；⑧计算在该扇区空间矢量的切换点④最后根据切换点产生控制场效应管导通的PWM波形。现将各功能模块的实现。
(6) 空间矢量Uref所在的扇区Ⅳ产生模块
图4.10空间矢量Uref所在的扇区Ⅳ产生模块
(7) 场效应管的导通时间T1、T2
图4.11 X．y．z产生模块
图4.12 T产生模块
(8)空间矢量的切换点Tcm1、Tcm2、Tcm3 图4.13 Tcm1、Tcm2、Tcm3产生模块
(9) 控制晶体管导通的PWM波形
图4.14 PWM脉冲波形产生模块
(10) 参数调整流程框 图4.15 参数调整流程框
PI控制器需要设置三个参数，一个是比例系数kp，一个是积分系数ki，另一个就是限幅值。Pl控制器的参数设定对系统的性能影响很大。现将修正后的参数做一下说明。转速控制器的kp、ki分别为5、4，限幅值为-30～30；两个电流控制器的参数设定是一样的，kp、ki分别为10、2．6，限幅值为一30～30。
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