基于Matlab交流异步电机矢量控制系统的仿真建模.pdf

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1、系统仿真学报Vol.16No.3•384•JOURNALOFSYSTEMSIMULATIONMarch.2004基于Matlab交流异步电机矢量控制系统的仿真建模纪志成薛花沈艳霞江南大学电气传动研究所江苏无锡214036摘要在分析交流异步电机数学模型的基础上提出了交流异步电机控制系统仿真建模的新方法在Matlab/Simulink中建立独立的功能模块如电机本体模块矢量控制模块速度控制模块电流滞环控制模块等再进行功能模块的有机整合搭建交流异步电机控制系统的仿真模型系统采用双闭环控制速度环采用PI控制电流环采用电流滞环控制仿真结果证明了该方法的合理性有效性为实际电机控制系统的设计和调试提供

2、了新的思路关键词交流异步电机仿真建模Matlab矢量控制文章编号1004-731X(2004)03-0384-06中图分类号TM34文献标识码AModelingandSimulationofACAsynchronismMotorVectorControlSystemBasedonMatlabJIZhi-chengXUEHuaSHENYan-xia(InstituteofElectricDriveSouthernYangtzeUniversityWuxi,Jiangsu214036China)Abstract:BasedonthemathematicalmodelofACasynchro

3、nismmotor,anovelmethodformodelingandsimulationofACasynchronismmotorcontrolsysteminMatlabhasbeenproposed.InMatlab/Simulink,theindependentfunctionalblocks,suchasMotermodelblock,Vectorcontrolblock,Speedcontrollerblock,andHysteresiscurrentcontrollerblocketc,havebeenmodeled.Bytheorganiccombinationoft

4、heseblocks,themodelofcontrolsystemcanbeestablishedeasily.Inthedoubleloopofcontrolsystem,aPIcontrollerisadoptedinthespeedloopandahyteresiscurrentcontrollerisadoptedinthecurrentloop.Thereasonabilityandvalidityhavebeentestifiedbythesimulationresultsandthisnovelmethodoffersanewthoughtwayfordesigning

5、anddebuggingactualmotors.Keywords:ACasynchronismmotor;modelingandsimulation;Matlab;vectorcontrol1引言电流环采用滞环电流控制方法简捷效果理想仿真结果证明了该种新型建模方法的快速性和有效性因其结构简单可靠性高性能优良输出转矩大等特点交流异步电机应用广泛[1-4]且随着交流异步电机应1交流异步电机的数学模型用领域的不断拓宽对电机控制系统的设计要求越来越三相交流异步电机是一个高阶非线性强耦合的多高既要考虑成本低廉控制算法合理又需兼顾控制性[1]变量系统为了便于分析假定能好开发周期短等特点因此如何建

6、立有效的交流异(1)三相绕组对称忽略空间谐波磁势沿气隙圆周按步电机控制系统的仿真模型成为电机控制算法设计人员迫正弦分布[5-9]切需要解决的关键问题(2)忽略磁饱和各绕组的自感和互感都是线性的本文在分析交流异步电机数学模型的基础上借助于(3)忽略铁损不计涡流和磁滞损耗[10-11]Matlab强大的仿真建模能力利用Simulink中内含的(4)不考虑频率和温度变化对绕组的影响功能元件提出了一种基于Matlab/Simulink建立交流异步则三相定子的电压方程可表示为电机控制系统仿真模型的新方法其基本思想是将交流ìUA=r1iA+pØA感应电机控制系统的功能单元模块化在Matlab/Si

7、mulinkï(1)íUB=r1iB+pØB中建立独立的功能模块交流异步电机本体模块矢量控ïîU=ri+pØC1CC制模块电流滞环控制模块速度控制模块转矩计算模式中UUUABC定子三相电压iiiABC定子块等这些功能模块进行有机整合即可搭建出交流异步三相电流ØAØBØC定子三相绕组磁链r1定电机系统的仿真模型控制系统中速度环采用PI控制子各相绕组电阻p微分算子p=ddt三相转子的电压方程为收稿日期2003-07-29修回日期:2003-12-1