永磁同步电机双闭环矢量控制系统仿真实验指导书样本.docx
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永磁同步电机双闭环矢量控制系统仿真实验指导书样本
题目1:
永磁同步电机双闭环矢量控制系统仿真
一.实验目的
1.加深理解永磁同步电机矢量控制系统的工作原理
2.掌握永磁同步电机驱动系统仿真分析方法
二.实验要求:
1.永磁同步电机双闭环控制系统建模
2.电流控制器设计
3.电流环动态跟随性能仿真实验
4.转速控制器设计
5.转速环抗负载扰动性能仿真实验
6.给出仿真实验结果与理论分析结果的对比及结论
三.预习内容
注:
以下所有找不到的器件均能够经过搜索框搜索
Simulink的启动在MATLAB中键入>>Simulink,进入Simulinklibrary,本的可直接点击MATLAB界面上的Simulinklibrary,在Simulink界面上选择File->New->Model。
如图1所示:
图1Simulink界面
在Simulink一级标题下点击source将step(阶跃函数)拖入空白文件作为转速给定,也可用两个ramp函数相减,使转速缓慢达到预定转速,如图2:
图2转速给定
在Simulink一级标题下点击Ports&Subsystems选择Subsystem放入空白文件并双击,删除In1和Out1的连线,如图3:
图3子函数模块
选择Simulink>Continuous下的integrator、Simulink>discontinuous下的Saturation、Simulink>mathoperation下的gain和Add,连好线后保存并返回,作为PI调节器,其中saturation可设置上下限为100和-100,如图4:
图4PI子函数模块设置
此PI调节器输出结果作为Iq的电流给定,同样方法得到一个PI调节器,输出结果作为电压给定,并设置saturation上下限为380和-380,Simulink下mathoperation选择sum双击并修改第二个”+”为”-”,如图5:
图5转速和电流反馈PI调节
选择Simulink>Ports&Subsystems下的Subsystem拖入并双击进入子系统,并添加2个In1和1个Out1如图6:
图6接口模块
Simulink>mathoperation下选择TrigonometricFunction、Product、Subtract、Add加入文件,设置好后保存并退出,作为逆Park变换,如图7:
图7反Park变换
再生成一个PI调节器,作为d轴电流调节器,Simulink>source中选择constant并设置为0,如图8:
图8静止坐标系电压生
svpwm模块建立过程过于复杂,可参考文献[1][2],只列出总体框图如图9和图10,其中Ts为开关周期,Udc为直流母线电压。
图9SVPWM生成结构
图10SVPWM生成模块
三相桥模块:
早期版本MATLAB选择SimPowerSystems>specializedTechnology>PowerElectronics文件下的UniversalBridge(ATTENTION:
这一步不在Simulink一级标题下,往下寻找),版本在Simscape>SimPowerSystems>Technology>PowerElectronics,找不到能够在搜索框中
输入对应器件名称搜索。
直流母线电压源:
SimPowerSystems>specializedTechnology>Electricalsources选择DCvoltagesource,电压设置为530V,如图11:
图11三相桥模块
添加PM电机模块:
SimPowerSystems>specializedTechnology>Machines选择PermanentMagnetSynchronousMotor,在添加Step信号作为转矩输入,暂时设置为0,如图12:
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