基于matlab的永磁同步电机调速系统的仿真word格式

摘 要本文首先介绍了永磁同步电机的国内外发展状况，然后介绍了永磁同步电机的结构及原理，接着建立了永磁同步电机的数学模型，并在此基础上用MATLAB 进行了仿真，最后进行了仿真及仿真结果的分析。永磁同步电机是具有非线性、强耦合性、时变性的系统，在运行过程中会受到负载扰动等多因素影响。以往研究永磁同步电机的做法是在硬件上搭建一个平台进行模拟，但是这样在做实验中难免会造成一些损失，而且硬件上的反馈会比较长研究周期长。目前在国内外关于永磁同步电机调速系统的研究现状上来讲，基于 MATLAB 环境下仿真模型的构建下进行研究，这可极大的缩短研究周期和研究成本。在利用 MATLAB 仿真模型研究永磁同步电机时，我们可以把那些扰动因数做成模拟信号给予模型，这样可以准确的定性分析实验得出结论。关键字：永磁同步电机，空间矢量调制，MATLAB 仿真，数学模型。ABSTRACTIn the first, this paper introduces the domestic and international development status of Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM), gives a explanation about its basictheory, structure. Then it builds a mathematical model, and uses MATLAB to simulate that model.The PMSM is a nonlinear, strong-coupling and time-varying system, so in the operation process, it will be influenced by many factors such asload disturbance. Therere, it is necessary to take action when researching the control of PMSM. The er research is setting up a plat on hardware to per experimensbut it is undesirable, because it often cause some loss, and the feedback cycle is longer than research cycle. As fordomestic and international current situation on the research of PMSM, it is obvious that researching under the simulation model created by MATLAB could greatly reduce the cost and cycle of researchment. When using MATLAB to build simulation model on the research of PMSM, we can trans these disturbance factors into analog signal, making a qualitative analysis to draw conclusions from them.Keywords：PMSM, SVPWM, MATLAB simulation, mathmatical model目 录摘 要 IABSTRACT II目 录 .III第一章绪论 .11.1 研究背景及意义 .11.1.1 研究背景 .11.1.2 研究的目的及意义 .11.2 国内外研究现状 .21.2.1 国内研究历史及现状 .21.2.2 国外研究现状及趋势 .21.3 本文的主要内容 .3第二章永磁同步电机调速系统的结构和数学模型 .52.1 引言 .52.2 永磁同步电机调速系统的结构 .52.3 永磁同步电机调速系统的数学模型 .62.3.1 PMSM 在 ABC 坐标系下的磁链和电压方程 .62.3.2 PMSM 在 0坐标系下的磁链和电压方程 .82.3.3 PMSM 在 dq0 坐标系下的磁链和电压方程 .92.4 永磁同步电机的控制策略 112.5 本章小节 12第三章 永磁同步电机矢量控制及空间矢量脉宽调制 .143.1 引言 143.2 永磁同步电动机的矢量控制 143.3 空间矢量脉宽调制概念 153.4 SVPWM 模块的建立 .173.5 本章小结 23第四章 基于 Matlab 的永磁同步调速系统仿真模型的建立 244.1 引言 244.2 MATLAB 软件的介绍 244.3 永磁同步电机调速系统整体模型的建立 .254.4 仿真参数调试及结果分析 .284.5 本章小结 .29第五章 总结与展望 .305.1 全文总结 .30参考文献 31致 谢 33第一章绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景随着电力电子技术、微电子技术和现代电机控制理论的发展，交流调速系统逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能，交流调速系统应用越来越广泛。而永磁同步电机调速系统能使电机的功率因数更高、转子参数变的可测、效率更高等特点，近年来永磁同步电机调速系统的研究也越来越受到国内外专家学者的重视 [1]。而对于永磁同步电机调速系统的研究主要是依据 Matlab 的仿真，在 Matlab中进行永磁同步电机调速系统(PMSM)建模仿真方法的研究，以往大部分的研究是采用的是节点电流法对电机控制系统进行分析，然后通过列写 nt 文件来建立PMSM 的仿真模型。这实质上是一种整体分析方法，但是在此模型基础上修改控制算法或添加、删除闭环会显得极不方便。为了克服这一不足，本文利用的是将控制单元模块化的仿真方法。 对于研究永磁同步电机的研究人员来讲，只需通过修改系统参变量或人为加入不同扰动因素来考察不同实验条件下电机系统的动、静态性能，或者模拟相同的实验条件，比较不同控制策略的优劣，来分析和设计永磁同步电机调速系统，就可为实际电机控制系统的设计和调试提供新的思路。1.1.2 研究的目的及意义近十年来，随着永磁材料、电力电子器件和控制技术的发展。永磁同步电动机控制存在的硬件问题得以逐步解决。永磁同步电机由于体积小，重量轻，磁性能稳定，具有较高的运行效率、较小的转动惯量、转矩脉动、可支持高速运行等优点，在现代交流伺服系统中，诸如高性能机床进给、位置控制、工业 机器人、航空航天等众多领域同步电机得到了广泛应用 [2]。但是为了得到更好的控制效果更高效的生产效率对于永磁同步电机调速系统的研究提出了新的更高的要求。本课题主要研究基于 Matlab 的永磁同步电机调速系统的仿真，在 Simulink中建立整个调速系统的仿真模型并给出仿真结果。该课题主要是为了在研究永磁同步电机调速系统时搭建好一个仿真的平台，能够在研究过程中及时的实现研究要求的控