【正文】 r=L_ls= 極對數(shù)： n_p=2 轉(zhuǎn)動慣量： J= 轉(zhuǎn)子磁鏈： Psi_r=1 代入上述數(shù)值到 G(s)可得 )1(2 2 )1(2 3 )1()(??????TssTKTssTKTssTTLKsGpprmdp?????? 。 在 MATLAB 下作開環(huán)轉(zhuǎn)子磁鏈的開環(huán)傳遞函數(shù) G(s)（（ 7）式）的波德圖如圖 7。 圖 9電流滯環(huán)脈沖發(fā)生 12 圖 10按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的轉(zhuǎn)子磁鏈電流模型 圖 11 磁鏈調(diào)節(jié)器的模型 圖 12 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的模型 13 圖 13 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的模型 仿真結(jié)果 圖 14 轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果 14 圖 15 電機三相電流波形 圖 16 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出結(jié) 果 15 圖 17 電流調(diào)節(jié)器輸出波形 圖 18 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器輸出波形 16 結(jié) 論 由于磁鏈具有難觀測的特點，所以采用 MATLAB仿真研究是一個很好且很方便的方法。從轉(zhuǎn)速的上升時間來看，它的響應(yīng)時間也能滿足要求。參數(shù)選擇見附錄。 圖 7 轉(zhuǎn)子磁鏈的開環(huán)傳遞函數(shù)波德圖 矢量控制系統(tǒng)的仿真 在 MATLAB下作系統(tǒng)仿真模型，如圖 8所示。若今要求磁鏈調(diào)節(jié)曲線超調(diào)量 %5?p? 、調(diào)節(jié)時間 )( ??? sts 。于是磁鏈閉環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 1111)( ?????? r mdiip TLsTsTsTKsG ?。電流控制變頻器可以采用電流滯環(huán)跟蹤控制的 CHBPWM變頻器 (圖 5a)，也可采用帶電流內(nèi)環(huán)控制的電壓源型 PWM變頻器 (圖 5b) 圖 5 電流控制變頻器 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的直接矢量控制系統(tǒng) 另外一種提高轉(zhuǎn)速和磁鏈閉環(huán)控制系統(tǒng)解耦 性能的辦法是在轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)增設(shè)轉(zhuǎn)矩控制內(nèi)環(huán) ， 圖 6 繪出了一種實際的帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的直接矢量控制系統(tǒng)，其 8 中主電路選擇了電流滯環(huán)跟蹤控制的 CHBPWM變頻器，這只是一種示例，也可以用帶電流內(nèi)環(huán)的電壓源型變頻器。采用不同的解耦方法可以獲得不同的直接矢量控制系統(tǒng)。這時，帶除法環(huán)節(jié)的矢量控制系統(tǒng)可以看成是兩個獨立的線性子系統(tǒng) 如 圖 4b。 式 210或式 21式 28和式 (22)構(gòu)成矢量控制基本方程式，按照這組基本方程式可將異步電動機的數(shù)學(xué)模型繪成圖 3 的結(jié)構(gòu)形式，由圖可見，兩個子系統(tǒng)之間仍舊是耦合著的 ， 由于 Te同時受到 sti 和 r? 的影響。這樣的兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系稱作 M、 T坐標(biāo)系，即按轉(zhuǎn)子磁鏈定向 (Field Orientation)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系?？梢韵胂螅@樣的矢量控制交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在靜、動態(tài)性能上完全能夠與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。 VC系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)如圖 2所示。從整體上看，輸人為A， B， C 三相電壓，輸出為轉(zhuǎn)速 ? ，是一臺異步電動機。 坐標(biāo)變換的基本思路 坐標(biāo)變換的目的是將交流電動機的物理模型變換成類似直流電動機的模式，這樣變換后，分析和控制交流電動機就可以大大簡化。這是直流電機的數(shù)學(xué)模型及其控制比較簡單的根本原因。異步電機的物理模型之所以復(fù)雜，關(guān)鍵在于各個磁通間的耦合。本文研究了矢量控制系統(tǒng)中磁鏈調(diào)節(jié)器的設(shè)計方法。s physical model is plex, the key lies during each magic flux the coupling. If bees the asynchronous motor model decoupling has the simple model which the flux linkage and the rotational speed control separately, may simulate direct current motor39。本文研究了矢量控制系統(tǒng)中磁鏈調(diào)節(jié)器的設(shè)計方法。 轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)控制的矢量控制系統(tǒng)原理分析及MATLAB 仿真 摘 要 因為異步電動機的物理模型是一個高階、非線性、強耦合 的多變量系統(tǒng)，需要用一組非線性方程組來描述，所以控制起來極為不便。在穩(wěn)態(tài)時的轉(zhuǎn)矩有很小的脈動， XIV 這主要是由于電流換向和滯環(huán)控制器頻繁切換造成的，脈動大小跟滯環(huán)寬度有關(guān)。 t= 時突減負(fù)載，轉(zhuǎn)矩和電流同時變化，轉(zhuǎn)速仍然穩(wěn)定在給定的 120r/min 上。 X 圖 7 電磁轉(zhuǎn)矩波形 XI 圖 8 電機轉(zhuǎn)速波形 圖 9 定子三相電流波形 XII 圖 10 dq 坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子兩相 電流波形 XIII 圖 11 dq 坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子磁鏈波形 圖 12 dq 坐標(biāo)系下定子磁鏈波形 由仿真 波形可以看出，在 的參考轉(zhuǎn)速下，系統(tǒng)空載啟動，轉(zhuǎn)速很快達(dá)到給定值，電流和轉(zhuǎn)矩波形較為理想。m2，f=50hz， pn=2。 圖 5 中的電壓測量單元和電機輸出測量單元是 simulink 模塊與 powerlib 模塊間 IX 的接口模塊，分別把電機定子電壓信號和電機輸出信號反饋回 simulink 模塊。 VIII 圖 6 矢量控制部分仿真框圖 異步電機轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)仿真 由于系統(tǒng)中包 含非線性 powerlib模塊 (電機、逆變器 ),因此仿真采用變步長算法 ,這樣異步電機非線性部分和逆變器的過零點才能精確的計算出來 ,但是這樣會增加仿真步數(shù)減少仿真速度。 VII 圖 5 異步電動機矢量控制系統(tǒng)仿真框圖 整個仿真圖由電氣系統(tǒng)模塊庫中的元件搭建組成，元件的直觀連接與實際的主電路相像似，其中主要包括：速度給定環(huán)節(jié)， pi 速度調(diào)節(jié)器、坐標(biāo)變換模塊、磁場定向模塊、滯環(huán)電流調(diào)節(jié)器、 igbt 逆變器元件、異步電動機元件以及測量和顯示模塊。 圖 4 所示控制系統(tǒng)中給定轉(zhuǎn)速 與實際電機轉(zhuǎn)速 相比較，誤差信號送入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，經(jīng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用產(chǎn)生給定轉(zhuǎn)矩信號 ，電機的激磁電流給定信號根據(jù)電機實際轉(zhuǎn)速 由弱磁控制單元產(chǎn)生，再利用式（ 1）產(chǎn)生定子電流激磁分量給定信號 ，定子電流轉(zhuǎn)矩分量給定信號 則根據(jù)式（ 2）所示的電機電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式生成。因此當(dāng) simulink 模塊的信號送入到 powerlib模塊時，應(yīng)根據(jù)其性質(zhì)，采用可控電流源或可控電壓源作為中間環(huán)節(jié)；反之，當(dāng) powerlib 模塊中的信號反饋給 simu