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《基于simulink的永磁同步电机控制系统的仿真设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、基于SIMULINK的永磁同步电机控制系统的仿真设计第9卷第1期辽宁科技学院Vol.9No.l2007年3月JOURNALOFLIAONINGINSTITUTEOFSCIENCEANDTECHNOLOGYMar.2007文章编号：1008—3723(2007)01—0001—02基于SIMULINK的永磁同步电机控制系统的仿真设计张岳(辽宁科技学院自动控制系，辽宁本溪117022)摘要:文章以永磁同步电机控制系统为例，着重介绍如何在SIMULINK环境下，用电气系统模型库实现交流传动系统的仿真设计，并讨论负栽突变情况下,
2、PI调节器对转速的影响关键词:永磁同步电动机;SIMULINK;电气系统模型库中图分类号:TP273文献标识码:AMATLAB语言及其SIMULINK可视化仿真平台在控制系统仿真屮的应用口益普遍，使用SIMULINK可以迅速建立各种线性或非线性系统的模型,用户可以根据需要任意观测系统在各处参数的动态变化，而且仿真速度比使用MATALB语言更快.MATLAB的SIMULINK是很有特色的仿真环境,它能够实现动态系统建模与仿真的环境集成,且可以根据设计及使用要求，对系统进行修改和优化，以提高系统工作的性能，实现高效开发系统的
3、目的•在此环境下，用户可以用点击拖动鼠标的方式绘制和组织系统或电路，并完成对系统和电路的仿真.由永磁体建立主磁极磁场称为永磁同步电机(permanentmagnetsynchronousmotor,简称PMSbt),它体积小,性能好，结构简单，不需要电刷和滑环，省去励磁绕组，可靠性高，由于不存在励磁损耗,屯机的效率大大提高•这使得永磁同步电机越来越广泛的应用•因此，如何建立有效的永磁同步电机控制系统的仿真模型具有一定的理论价值.本文主要介绍在SIMULINK工作环境下,利用电气系统模型库实现永磁同步电机控制系统的仿真设计
4、「1电气系统工具箱简介电力系统模型库(PowerSystemBlocket)是专门用于RLC电路,电力电子电路，电机传动控制系统和电力系统仿真的模型库•由电力系统模型库中模块组成的电路和系统可以和SIMULINK中的其它工具箱的模块连接，组合成各种控制算法,共同构成一个完整的闭环控制系统，并可以研究和观察在不同的控制算法下的控制系统的稳态和动态响应，为系统的设计提供依据•电气系统模型库主要有7个子模型库组成：(1)电源子模型库:包括在电路和电气系统中常使用的直流电压源，交流电压源，交流电流源，受控电压源，受控电流源等.(
5、2)电器元件子模型库:包括各种常用的电器和电路元件,如串联RLC负载/支路，并联RLC负载/支路，线性变压器，饱和变压器，互感，断路器,N相分布参数线路，单相型集屮参数传输线路和浪涌放电器等.(3)电力电子子模型库:包括二极管,晶闸管,MOSFET,收稿日期:2006—10—30作者简介:张岳(1965—)，男，河北玉田人，辽宁科技学院自动控制系副教授,硕士.GTO,理想开关和一个多功能桥等.(4)电机子模型库:包括励磁装置,水轮机及其调节器，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.其中还包括一个用来观测同
6、步机和异步机的运行参数的测量单元.(5)连接子模型库:它提供了组织电力电子仿真线路的各种连接件，包括地,中性点和公共点等.⑹测量子模型库:包括电流，电压和电抗的测量.(7)附加子模型库:包括均方根，有功与无功功率测量，傅立叶分析,可编程定时器和同步触发脉冲发生器等.电气系统模型库可以从SIMULINK浏览器窗口进入，也可以在MATLAB命令窗口中键人pewerlib命令进入.2永磁同步电动机的仿真设计2」永磁同步电动机的数学描述永磁同步电动机(PMSM)的转子励磁由永久磁铁提供.永磁同步电动机的气隙长度在物理上是均匀的，
7、但是由于永磁材料的磁阻和铁磁材料的磁阻不一样，气隙磁阻的分布并不均匀，通常d轴即磁极轴线的磁阻比q轴相邻两个磁极的中性线的磁阻大.永磁同步电动机的电气部分和机械部分都可以用二阶状态方程表示，并口假定定子磁通是正弦分布的，因此产生的感应电动势也是正弦的•因此没有考虑定了磁路的饱和和铁损，并且永磁同步电动机建立在两相旋转坐标系上，所有参数也折算到旋转坐标系上，所以，永磁同步电动机在d-q坐标系屮的状态空间模型为：dijRi+Lpwi一一pwrdi91R.Ld.kpw式屮,Lq,Ld为q,d轴电感;R为定子绕组电阻;i,id为
8、q,d轴电流分量;U・,Ud为q,d轴电压分量;w为转子角速度;P为极对数.2.2SIMULINK的组成及功能基于上述永磁同步电动机在d-q坐标系中的状态空间模型.采用电力系统模型库，可以建立PMSM控制系统的仿真模型，该仿真模型主要由PMSM本体模块,dq向abc转换模块，电流调节器，速度调节器组成，如图1所示.这
