【正文】 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，課題組的各位同學(xué) 在我遇到困難是悉心的找到，幫助我解決了很多問(wèn)題 ，在此也向小組成員表示感謝。 1)簡(jiǎn)要探討了異步電機(jī)的調(diào)速情況，以及矢量控制的研究現(xiàn)狀，對(duì)于基于 矢量控制的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系 統(tǒng)有了一個(gè)總體的了解； 2)在磁場(chǎng)定向控制下，建立了異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型和仿真模型； 第 24頁(yè) （共 25 頁(yè)） 3)通過(guò)矢量控制，設(shè)計(jì)并建立了用于仿真的一空間矢量脈寬調(diào)制模塊，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了輸出結(jié)果和理論推導(dǎo)的一致性； 最后， 本文也通過(guò)仿真，很好的驗(yàn)證了切換磁鏈模型的正確性，該矢量控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性能 。 圖 ，轉(zhuǎn)矩都有相應(yīng)的影響。 第 18頁(yè) （共 25 頁(yè)） 四、 Simulink 仿真 參數(shù)設(shè)置 (1)電動(dòng)機(jī)參數(shù) 表 41 電動(dòng)機(jī)參數(shù) Pn (VA) Vn (Vrms) fn (Hz) Rs (ohm) Lls (H) np 3600 450 50 1 2 Rr (ohm) Llr (H) Lm (H) J (39。 (6)帶 滯環(huán) 脈沖發(fā)生器 模型 （ CHBPWM） 滯環(huán)脈沖發(fā)生器模塊是為了給逆變器提供一個(gè) 六路 PWM 信號(hào)， 模型 如下圖： 圖 帶滯環(huán)脈沖發(fā)生器模 型 (7)dq_to_abc(2r/3s)和 abc_to_dq(3s/2r)模 型 (a)dq_to_abc (b)abc_to_dq 圖 dq_to_abc(2r/3s)和 abc_to_dq(3s/2r)模 型 第 17頁(yè) （共 25 頁(yè)） 圖 模塊是 2r/3s 的變換，首先在轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中計(jì)算定子電流勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量 *ism 和 *ist 和，經(jīng)過(guò)飯旋轉(zhuǎn)變換 2r/2s 得到 *isa 和 *isb ，在經(jīng)過(guò) 2/3 變換得到 *iA 、 *iB 、 *iC ， 圖 模塊反之 。 得到 mt 坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)矩分量 *ist 。 圖 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán) 矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)框圖 各個(gè)子模塊模型 (1)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器模 型 第 14頁(yè) （共 25 頁(yè)） 圖 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器模型 該模塊采用了 PI 調(diào)節(jié)器。在控制電路中，在轉(zhuǎn)速環(huán)后增加了轉(zhuǎn)矩控制內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸出是轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器 ATR 的給定 Te*，而轉(zhuǎn)矩反饋信號(hào) Te 是由轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器給定。Toolboxes，就能調(diào)出電氣系統(tǒng)模塊庫(kù) Powerlib。 SIMULINK模塊庫(kù)內(nèi)資源相當(dāng)豐富，基本模塊庫(kù)包括連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)非線性系統(tǒng)、信號(hào)與函數(shù)、輸入模塊、接收模塊等等，使用方便。 MATLAB將矩陣運(yùn)算、數(shù)值分析、圖形處理、編程技術(shù)結(jié)合在一起，為用戶(hù)提供了一個(gè)強(qiáng)有力的科學(xué)及工程問(wèn)題的分析計(jì)算和程序設(shè)計(jì)工具，它還提供了專(zhuān)業(yè)水平的符號(hào)計(jì) 第 12頁(yè) （共 25 頁(yè)） 算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能，是具有全 部語(yǔ)言功能和特征的新一代軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。 第 11頁(yè) （共 25 頁(yè)） 按照磁動(dòng)勢(shì)等效原則，圖中兩相交流電流 ?i 、 ?i ，和兩個(gè)直流電流 mi ,ti ,應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生同樣的以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的合成磁動(dòng)勢(shì) F。 FαCABoβ Ai Bi Ci ?i ?i 圖 三相繞組與兩相繞組的軸線設(shè)定 通過(guò)計(jì)算可得到三相系到兩相系的變換矩陣如下： ????????????????????????????????CBAiiiii232302121132?? （ 21） 通過(guò)計(jì)算可以得到兩相系到三相系的變換矩陣如下： ????????????????????????????????????????iiiiiCBA232123210132 （ 22） 此變換法以電機(jī)各物理量的瞬時(shí)值作為對(duì)象，不但適用于穩(wěn)態(tài)，也可用于動(dòng)態(tài)變換。 a) b) c) 圖 (a)三相交流繞組 圖 (b)兩相交流繞組 圖 (c)旋轉(zhuǎn)的直流繞組 圖 等效的交流電動(dòng)機(jī)繞組和直流電動(dòng)機(jī)繞組物理模型 3s/2r 變 換 (1)三相 /兩相變換 三相靜止繞組 A、 B、 C和兩相靜止繞組之間的變換，稱(chēng)為三相靜止坐標(biāo)系和二相靜止坐標(biāo)系α和β間的變換，簡(jiǎn)稱(chēng) 3/2 變換。 ，通以時(shí)間上相差 90176。坐標(biāo)變換正是按照這一思路進(jìn)行的，在這里不同電機(jī)模型等效的原則是 :在不同的坐標(biāo)系下產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相同。所以，矢量的坐標(biāo)變換是電動(dòng)機(jī)矢量控 制系統(tǒng)中非常重要的步驟。可以將兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下感應(yīng)電機(jī)的磁鏈表達(dá)式、電壓方程式及電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)方程寫(xiě)為 : 磁鏈方程： ??????????????rqrdsqsd????=??????????????rmrmmsmsLLLLLLLL??????????????rqrdsqsdiiii (13） 電壓方程： ???????????????????????????????????????????????????rqrdsqsdrsrdqrmmdqrrdqrrrmdqrmmmdqssssdqsmdqsmsdqsssrqrdsqsdiiiipLRLpLLLpLRLpLpLLpLRLLpLLpLRuuuu???????? （ 14） 轉(zhuǎn)矩方程 : ()emp s q r d s d r qn i i i iTL?? (15)? 運(yùn)動(dòng)方程與坐標(biāo)變換無(wú)關(guān)，仍為 eL pJ dwdtTT n?? (16)? 以上關(guān)系說(shuō)明，選擇轉(zhuǎn)子磁鏈的空間矢量方向?yàn)?M 軸方向進(jìn)行定向，并控制 Ψ m2的幅值不變，可實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)電流分量與轉(zhuǎn)矩電流分量之間的解耦。 三相靜止坐標(biāo)系到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)換矩陣 VR，即 ????????????????????????212121)32s i n ()32s i n (s i n)32c o s ()32c o s (c o s32 ??????????VR (11) 其反變換矩陣為： ?????????????????????????1)32s i n ()32c o s (1)32s i n ()32c o s (1s i nc o s1??????????VR （ 12） 通過(guò)上述變換，可將靜止坐標(biāo)系下的三相電流 ia 、 ib 、 ic 等效地變換為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下(與磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn) )的兩相正交的電流 id 和 iq (0i 在三相對(duì)稱(chēng)情況下為 0)，而 id 和 iq 是互相解耦的，最終可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于直流電機(jī)的解耦控制?？梢钥吹皆谑噶靠刂浦?，定子電流被分解為互相垂直的兩個(gè) 第 7頁(yè) （共 25 頁(yè)） 分量 im 、 it ，其中 im 用以控制轉(zhuǎn)子磁鏈，稱(chēng)為磁鏈分量， it 用于調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)矩，稱(chēng)為轉(zhuǎn)矩分量。然后，再把兩相靜止電流 ia 、 ib ，通過(guò)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向得旋轉(zhuǎn)變換 VR，等效成兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下得電流 im 、 it 。 (2)矢量控制的原理 矢量控制的思想 也 就是 把異步機(jī)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換等效成 直流機(jī)， 然后仿照直流機(jī)的控制方法 ,求得直流電動(dòng)機(jī)的控制 。這樣就可以將一臺(tái)三相異步電機(jī)等效為直流電機(jī)來(lái)控制，因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動(dòng)態(tài)性能。根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)方程式，它具有和直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)方程式相同的形式，因而如果選擇合適的控制策略，異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)有和直流電動(dòng) 機(jī)相類(lèi)似的控制性能，這就是矢量控制的思想。交流調(diào)速系統(tǒng)的 動(dòng)態(tài)性能不夠理想，調(diào)節(jié)器參數(shù)很難設(shè)計(jì)，關(guān)鍵就是在于只是近似成線性單變量控制系統(tǒng)而忽略了非線性、多變量的性質(zhì)。 由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，定、轉(zhuǎn)子繞組間的互感是定、轉(zhuǎn)子相對(duì)位置的函數(shù)，使得交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型為一組非線性的微分方