MATLAB窄轨矿用牵引电机车控制系统的仿真研究(10)
（2） 简单易用
MATLAB 7.0是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。
（3） 强处理能力
MATLAB 7.0是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。
（4） 图形处理能力
MATLAB 7.0自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。
（5） 模块集合工具箱
MATLAB 7.0对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来说，它们都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。
（6） 程序接口和发布平台
MATLAB 7.0可以利用MATLAB编译器和C/C++数学库和图形库，将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C++代码。允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C++语言程序。另外，MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中使用自己的MATLAB数学和图形程序。
（7） 应用软件开发
在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入输出方面，可以直接向Excel和HDF5进行连接。
3.2 模块设计
3.2.1 3/2变换
系统搭建的3/2变换模型如图3.1所示
图3.1 3/2变换模型
仿真波形如图3.2所示，电流由三相变两相且互差90º
图3.2 3/2变换波形变化图
3.2.2 旋转变换
2s/2r模块图如图3.3所示
图3.3 2s/2r模型
仿真波形如图3.4所示，交流电变直流电
图3.4 2s/2r波形仿真
3.3 电压空间矢量PWM（SVPWM）控制技术
目前在交流电机调速方面，脉宽调制即PWM控制技术正广泛应用于高性能变频调速系统。其主要原理是利用半导体开关件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲列，通过控制电压脉冲的宽度和脉冲列的周期以达到变压变频的目的，它的原理简单，且易于实现。
在实践中，常用的脉宽调制方法是正弦波脉宽调制（SPWM）。其基本原理是以频率与期望输出的电压波相同的正弦波作为调制波，以频率比期望波高的多的等腰三角波为载波，当调制波与载波相交时，作为逆变器开关通断的时刻，从而获得高度相等、宽度按正弦规律变化的脉冲序列。但是SPWM存在一定的缺陷：它不能充分利用馈电给逆变器的直流电压；会产生某些高次谐波分量，引起电机发热、转矩脉动甚至系统振荡[7]。
异步电机中，需要输入三相正弦电流的目的是在空间产生圆形旋转磁场，从而得到恒定的电磁转矩，鉴于此，把逆变器和异步电机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制PWM电压，使得磁链的轨迹由空间电压矢量相加得到，这样就形成了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术。与传统的SPWM技术相比，SVPWM 物理概念清晰，算法简单且适合数字化实现，在输出电压或电机线圈电流中产生的谐波少，提高了对电压源逆变器直流供电电源的利用率，目前已经有取代SPWM控制技术的趋势。
3.3.1 SPVWM的实现方法
常规的实现方法：①扇区确定；②电压矢量作用时间确定；③形成开关信号，控制变换器。但是考虑到现实原因：①易于计算机实现；②挖掘SVPWM优势。有以下实现方案：
图3.5 扇区分量图