Simulink基于SVPWM永磁同步电机的控制系统仿真+原理图+电路图 第7页
的角频率，它等于 和 的矢量和，其中 和 是在一个载波周期内基本电压矢量
、和 的作用时间。当 选取足够小时电压矢量的运动轨迹就近似为圆形。
图3-4 基本电压矢量和参考矢量
对于每个SVPWM波的零矢量分割方法不同以及对非零矢量 的选择不同，会产生不同的SVPWM波。本文采用七段式SVPWM，它由3段零矢量和4段相邻的两个非零矢量组成，3段零矢量分别位于PWM波的开始、中间和结尾，在每个扇区均以 零矢量开始和结束， 零矢量插在中间，它们的作用时间相同，这样可以保证每个PWM波输出只使功率管开关一次
P 1 2 3 4 5 6
扇区号 1 5 0 3 2 4
表 3-1P 值与扇区对应关系
首先确定
所在扇区和基本电压矢量的作用时间。当 以幅值和相
角的形式给出时，可以直接根据相角来确定扇区；当
以 坐标系上的
分量形式 、 优-文^论,文.网
http://www.youerw.com给出时可以用式（3-4）计算 （3-4）
再用 求得P值，其中 是符号函数，若 ， =1，若 ， =0，然后查表3-1即可确定扇区号
将 、 、 投影到平面直角坐标系 下，即可得到式3-16
由上式可以求出 ，进一步根据
求出零矢量的作用时间。当输出零矢量时，电动机的定子磁链矢量Ψ是不动的，根据这一特
点，在每个载波周期内可以通过插入零矢量 来满足约束条件，通过这种方
法可以调整角达频率ω，从而到变频的目的。
所在扇区和对应有效电压矢量的作用时间确定后，再根据PWM调
制原理，计算出每一相对应比较器的值，其运算关系如下：
式子中 、 和 分别是相应比较器的值，而不同扇区比较器的值分配如表3-2所示：
表3-2 不同扇区比较器的比较值
扇区 1 2 3 4 5 6
其中 、 和 分别对应三相比较器的值，将这三个值写入相应的比较寄存器就完成了整个SVPWM的算法
3.3本章小结
矢量控制是当前高性能交流调速系统一种典型的控制方案。永磁同步电动机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速和定位控制。本章在第二章分析了永磁同步电动机的数学模型的基础上，分析了永磁同步电动机矢量控制的原理，给出了 基于转子磁场定向方案的特点及实施，确立了采用 基于转子磁场定向的矢量控制方案，同时分析了SVPWM调制技术。
第4章 基于MATLAB的PMSM伺服系统仿真
当今计算机仿真技术已经逐步成为科学技术研究中不可缺少的重要手段，仿真结果对系统设计和实现具有很强的指导意义。永磁同步电机本质上是一个高阶、非线性、强耦合、参数时变的动态系统，因此高性能的控制器往往结构和算法复杂，使其动态性能也变的复杂。此外，电力变换器件开关状态的工作方式以及采用数字控制器，又给整个系统添加了离散时间性。由于这些原因，对系统特性的研究最好先利用计算机仿真对传动系统的研制和设计进行仿真，预测其动态特性，对系统各个参数进行估计，并保证系统的不稳定性不出现在实际系统中，从而在系统调试的过程中少走弯路，达到事半功倍的效果。仿真工作具体采用MATLAB软件提供的功能强大的动态软件包SIMULINK来实现。本章首先对仿真平台进行简单的介绍；然后针对上一章提到的电流控制方法和电压控制方法，分别搭建其仿真模块，优化参数；最后给出仿真波形并对其进行分析。
4.1 MATLAB仿真平台概述
随着计算机技术的发展，仿真已成为科技工作者广为采用的手段。仿真软件的迅速发展，使得各个学科的研究工作者从大量、繁琐的数学计算中解脱出来，减轻了计算的工作量，缩短了开发时间，同时极大地改善了仿真的精度和效果。
九十年代以来，国外开发了大量的仿真软件，美国MathWorks公司推出的MATLAB软件是一种面向科学与工程计算的高级语言，它集科学计算、自动控制、信号处理、神经网络、图像处理等于一体，编程效率极高，同时也是一个十分出色的模块仿真工具。
MATLAB提供的图形界面仿真工具SIMULINK，是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，不仅界面友好，而且支持灵活的模型描述手段。启用时只需要从模块库中拖出相应的模块，经有机的组合即可实现系统仿真。SIMULINK包含有连续模块组（Continuous）、离散模块组（Discrete）、函数与表模块组（Function&Tables）、数学运算模块组（Math）、非线性系统模块组（Nonliner）、信号与系统模块组（Signals&Systems）、输出模块组（Sinks）、输入源模块组（Sources）等子模型库，也可以根据需要混合使用各库中的功能模块，封装出自己的系统模块，实现全图形化仿真。SIMULINK仿真工具箱还包括了专门用于电力电子、电气传动学科进行仿真的电气系统模块库(Po~SystemBlockset)。电气系统模块库包括以下优个子模块库组成：
(l)电源模块：包括直流电压源、交流电流源、可控电压源和可控电流源等。
(2)基本元件模块库:包括串联RCL负载、并联RCL负载、线形变压器、饱和变压器、互感器、断路器、N相分布参数线路、单相型集中参数传输线路和浪涌放电器等。
(3)电力电子模块库：包括二极管、晶闸管、GTO、IGBT和理想开关等。为满足不同的仿真要求并提高仿真速度还有晶闸管简化模型。
(4)电机模块库：包括激磁装置、水轮机机器调节器、异步电动机、同步电动机及其简化模型和永磁同步电动机等。优-文^论,文.网http://www.youerw.com(5)连接模块库：包括地和中性点和母线(公共点)等。
(6)测量模块库：包括电流测量和电压测量模块。
(7)附加电气系统模块库:包括均方根测算、有功与无功功率测算、傅立叶分析、可编程定时器、同步脉冲发生器以及三相库等。
具体到永磁同步电机伺服系统的设计，仿真工作可以确定PI参数的大致范围，保证电机数学模型与坐标变换的正确对应，从而在实验阶段少走弯路，缩短整个系统的开上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] 下一页
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