这些年来，随着时代的发展，其中包括电力电子技术的提升和相关计算机技术的发展，使得交流调速也迅速发展起来。利用交流调速系统有明显的优势。如交流电动机的价格便宜，构造简洁，生产制造方面也相对直流电机来说更为容易，可靠性和运行效率高；维修工作量小；使用场合相比直流电机更为宽广。因为交流异步电动机属于一个阶数较高、非线性、多变量和强耦合的系统，这就使得它的数学模型比较难以构造，为了实现高动态性能,提出了矢量控制的方法。异步电机矢量控制理论是通过坐标变换和其它一系列的数学运算，将交流电机的定子电流分解为两个分量，它们分别是按磁链定向的励磁电流分量和转矩电流分量，再通过仿照直流电动机的控制方法对这两个电流分量单独控制实现对电磁转矩和磁通的分离控制。但这些复杂的算法直接投入实际操作中可能会出现各种问题，所以进行仿真研究是不可缺少的。MATLAB是非常实用的仿真类软件，集科学运算、图象处理、声音处理等功能于一体。MATLAB提供的SIMULINK在系统建模中，是经常被使用的。它可以对动态系统达到建立模型、仿真操作和分析结果的目的，这极大的提高了仿真系统的工作效率。

1。2 国内外研究现状与方向

1。3 课题的主要工作

本课题是关于交流异步电机矢量控制的MATLAB仿真研究。交流异步电机以其结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜等优点在工业中得到了广泛应用。本课题要求在理解异步电机特性的基础上，采用矢量控制的方法对控制系统进行设计，并运用仿真软件对其控制策略进行仿真验证。

（1） 异步电动机稳态数学模型的建立。

（2） 异步电动机动态数学模型的建立，由磁链、电压、转矩和运动四种方程构成异步电动机的动态数学模型。

（3） 坐标变换。三相异步电机需要利用坐标变换的方法，来将原本复杂的动态模型进行简化。利用磁动势等效的原理，采用两相正交对称绕组代替三相绕组。利用三相平衡电流、和加载到三相对称绕组中所产生的合成磁动势与、加载到两相对称绕组所产生的合成磁动势相等的原理进行简化。

图1。1 三相坐标系和两相正交坐标系中的磁动势矢量

利用磁动势等效的原理，进行坐标系的变换，将原来静止的两相正交坐标系转换到旋转的正交坐标系。

图1。2 静止两相正交坐标系和旋转正交坐标系中的磁动势矢量

（4） 空间矢量调制（SVPWM）技术的分析。

电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术是把交流异步电机和逆变器当做一个整体，通过改变逆变器的工作状态来获得理想的圆形旋转磁场，从而实现交流电机的变频调速，这种控制方法主要是按一定规律利用电压空间矢量合成来对磁链轨迹进行控制。SVPWM需要遵循生成的磁动势与期望磁动势等效的法则，在一个周期内对有效电压空间矢量进行合成，令得到的矢量与目标电压矢量等效。当电压矢量落到空间中的某一位置时，可以通过该区域内相邻的两个有效空间矢量和插入零矢量的方法来实现。在一个采样周期内，通过调制各电压矢量在每个区域的效用时间，从而使产生的电压空间矢量按圆形轨迹旋转。

2。交流异步电机的矢量控制

2。1 调速系统简介

在19世纪中叶，直流电动机电力拖动和交流电动机电力拖动陆续出现[1]。20世纪前半叶，因为直流电动机的自身优点，即其简单的数学模型和易于控制的转矩，让直流电动机占据了调速系统中的主导地位。但在21世纪后，由于电力电子器件性能的提升，交流电机调速方式后来居上，直流调速系统在多个领域的应用地位慢慢被其所取代。