simulink带转矩内环的转速磁链闭环控制的矢量控制资料Word文件下载.docx

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…（7），显然这是典型I型系统的开环传递函数形式。

为了便于仿真，假设电机参数如下：

定子互感和转子互感：

L_m=34.7e-3

定子电阻：

R_s=0.087

转子电阻：

R_r=0.228

定子漏感和转子漏感：

L_lr=L_ls=0.8e-3

极对数：

n_p=2

转动惯量：

J=1.662

转子磁链：

Psi_r=1

代入上述数值到G（s）可得

易知该I型系统的阻尼比和振荡频率有如下关系：

…（8）。

若今要求磁链调节曲线超调量、调节时间。

根据自动控制理论，一旦超调量和调整时间确定了，典型I型系统的特征参数和可由

确定，于是可解得=0.6901、=62.6483，再将和代入（8）式解得、=0.0116，=202.77，=0.2316

图5转子磁链的开环传递函数波特图

2矢量控制系统的仿真

在MATLAB下作系统仿真模型，如图6所示。

图6MATLAB下作系统仿真模型

各个子模块的仿真模型如图7~12所示:

图7电流滞环脉冲发生

图8按转子磁链定向的转子磁链电流模型

图9磁链调节器的模型

图10转速调节器的模型

图11转矩调节器的模型

图12generation

仿真结果如图13—23:

图13A相电流波形

图14iSq图形

图15iSd图形

图16转速输出图形

图17经2r/3s变换的三相电流给定波形

图18转速调解器输出

图19转矩调节器输出

图20磁链调节器ApsiR输出

图21定子磁链轨迹

图22转矩—转速曲线

图23电动机输出转矩

下面对本例做出简单的分析与说明：

带转矩内环的转速，磁链闭环矢量控制系统的主电路采用电流滞环控制型逆变器。

在控制电路中，在转速环后增加了转矩内环，转速调节器ASR的输出是转矩调节器ATR的给定Te*,而转矩的反馈信号Te，则通过矢量控制方程计算得到。

电路中的磁链调节器ApsiR用于对电动机的定子磁链的控制，并设置了电流变换和磁链观测环节，ATR和ApsiR的输出分别是定子电流的转矩分量i*st和励磁分量i*sm。

i*st,i*sm经过2r/3s变换后得到三相定子电流的给定值i*sA,i*sB,i*sC,,并通过电流滞环控制PWM逆变器控制电动机定子的三相电流。

带磁链和转矩闭环的矢量控制系统仿真模型如图6所示。

期中直流电源DC，逆变器inverter,电动机motor和电动机测量模块组成了模型的主电路，逆变器的驱动信号由滞环脉冲发生器模块产生。

三个调节器ASR,ATR和ApsiR均是带输出限幅的PI调节器。

转自磁链观测采用二相同步旋转坐标系上的磁链模型，函数模块Fcn用于对转矩的计算，dq0-to-abc模块用于2r/3s的坐标变换。

调节器的参数见附录，模型的仿真算法为ode23tb.

在给定转速为1400r/min，空载起动，在0.6s是加载60N·

m，系统的仿真结果如前图所示。

在波形中可以看到，在矢量控制下，转速上升平稳，加载后稍有下降但随即恢复，在0.35s达到给定转速时和0.6s加载时，系统调节器和电流，转矩都有相应的响应。

由于ATR和ApsiR都是带限幅的PI调节器，在起动中俩个调节器都处于饱和限幅状态，因此定子电流的转矩和励磁分量都保持不变，定子的给定值i*sA,i*sB,i*sC也不变，所以在起动的过程中，定子电流基本保持不变实现了恒电流起动。

由图可以看出，在起动阶段，磁场的建立过程比较平滑，磁链呈螺旋形增加，同时电动机转矩不断上升；

而不带磁链调节器时，起动初期磁链轨迹波动较大，也引起了转矩的大幅度波动。

从转矩—转速曲线也可以看到，带磁链调节器的系统起动转矩较大。

附录

仿真参数一览表：

电动机选择：

380V、50Hz、两对磁极

逆变器电源为510V

定子绕组自感

转子绕组自感

漏磁系数

转子时间常数

PI调节器参数