【正文】 8． Mohand mokhtari and Michel Marie. Matlab 與 Simulink 工程應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2022。6． 陳衍. 同步電機(jī)運(yùn)行基本理論與計(jì)算機(jī)算法. 北京：水力電子出版社，1992。4． 薛定宇 陳陽泉. 系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社， 2022。2． D. W. Novotny and T. A. Lipo. Vector Control and Dynamics of AC Drives， Oxford Science Publication， 1996。感謝所有關(guān)心和幫助我的師長、同學(xué)、朋友和親人。在我漫長的求學(xué)生涯中，傾注了父母一生的心血，是他們多年來的辛勤付出，使我能順利完成學(xué)業(yè)，還要感謝我的同學(xué)們給我的支持和鼓勵(lì)，使我一直以來能夠堅(jiān)持努力。本論文從選題到系統(tǒng)調(diào)試成功到最后成文，無不傾注著柴老師的心血。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對(duì)知識(shí)不懈的追求，必將使我受益終身。第 7章 致謝在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成過程中，得到許多老師和同學(xué)的幫助與鼓勵(lì)，使我能夠順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在此對(duì)他們表示衷心的感謝。由于計(jì)算機(jī)仿真模擬必然是今后工業(yè)研究發(fā)展的主要手段，因此本設(shè)計(jì)對(duì)今后的仿真工作有一定的參考。而且如要產(chǎn)生新的功能也可用原有的類派生而成，可繼承原有類中可重用的部分，這樣就可以減少不必要的工作量。用模塊化、抽象、局部化和模塊獨(dú)立等原理及結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)技術(shù)指導(dǎo)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，能夠提高軟件的開發(fā)效率，增加軟件的可理解性和可維護(hù)性。證明設(shè)計(jì)基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。由以下響應(yīng)圖可知：由于一開始電壓不是瞬間攀升，而是在短時(shí)間內(nèi)由一定幅度攀升到峰值，而且由于外部負(fù)載轉(zhuǎn)矩的加入，勢(shì)必輸出會(huì)有不穩(wěn)定，在控制器的反饋控制下，由圖 57 可見輸出電磁轉(zhuǎn)矩在經(jīng)歷了一開始短時(shí)間的波動(dòng)后，在仿真開始 2 秒后即趨向于穩(wěn)定，由圖 58 可見輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)速則穩(wěn)步提高，最后穩(wěn)定在 1800r/m 的峰值附近。機(jī)械轉(zhuǎn)速的輸出見式 (310)。 電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩的運(yùn)算實(shí)現(xiàn)見式（39）將電機(jī)的輸出定子、轉(zhuǎn)子 dq 兩相的電流通過相乘、相加這兩個(gè)數(shù)學(xué)模塊及一個(gè)增益模塊得到輸出的電磁轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)模塊如圖（45）右上部分 6 wm 5 iqrp 4 idrp 3 TE 2 iqs 1 ids Sum1 Sum Vds Vqs w Vdrp Vqrp wr ids iqs idrp iqrp Subsystem Product1 Product s 1 Integrator 1/J Gain3 Bm Gain2 P/2 Gain1 K Gain 6 TL 5 Vqrp 4 Vdrp 3 w 2 Vqs 1 Vds 圖 45 轉(zhuǎn)矩輸出及反饋控制框圖 控制反饋環(huán)節(jié)因?yàn)槲⒎汁h(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)而言動(dòng)蕩較大，調(diào)試費(fèi)事，因此本設(shè)計(jì)的控制器是一個(gè)傳統(tǒng)的 PI控制器，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，該控制器能很好的控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。0 相可忽略不計(jì)。 fas fbs fcs w fqs fds f0s abcTodq Tl Torque wm To Workspace7 iqrp To Workspace6 idrp To Workspace5 TE To Workspace4 iqs To Workspace3 ids To Workspace2 Vds To Workspace1 Vqs To Workspace Vds Vqs w Vdrp Vqrp TL ids iqs TE idrp iqrp wm Subsystem K Gain 0 Constant1 A B C w 3 phase voltage generator 圖 41 系統(tǒng)總體框圖 具體設(shè)計(jì) 電源電源設(shè)計(jì)主要輸入由一個(gè)電源頻率和一個(gè)電壓幅值組成，如圖所示： 4 w 3 C 2 B 1 A Sum1 Sum Ramp3 Ramp2 Ramp1 Ramp Mux Mux MATLAB Function MATLAB F s 1 Integrator K Gain1 2*pi Gain Demux Demux 13 Constant3 3 Constant2 圖 42 電源模塊框圖設(shè)計(jì)中用了兩個(gè)同斜率不同起始時(shí)間的斜坡函數(shù)，來模擬電機(jī)通上電源后的初始電源頻率和幅值，以頻率為例，首先將第一個(gè)斜坡函數(shù)斜率定義為（60－3）*2 起始時(shí)間定義為 0s，第二個(gè)斜坡函數(shù)斜率定義為－(603)*2，起始時(shí)間為 然后再加上一個(gè)常數(shù) 3，構(gòu)成的輸出函數(shù)為一個(gè)從 3 開始到 60 的一個(gè)斜坡，而后穩(wěn)定的波形，如圖（43） ，而后給予一個(gè) 2π 的增益，即為電機(jī)角速率，加上一個(gè)積分環(huán)節(jié)后接入多路信號(hào)復(fù)合器 電壓值設(shè)計(jì)同上，將輸出波形加上 的增益送入多路信號(hào)復(fù)合器，然后通過一個(gè)32matlab fuction 模塊實(shí)現(xiàn)以下算式，從而輸出三相電壓： (41) 。rm?l第 4章 仿真系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)整個(gè)仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖 41 所示，共有九個(gè)變量輸出到工作空間，分別為：TE Vqs ids iqs wm Vds idrp iqrp tout 其封裝的子模塊共有三個(gè)，重左到右分別為電源模塊，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，中心電機(jī)模塊?；诂F(xiàn)實(shí)中一旦加入微分環(huán)節(jié)，參數(shù)調(diào)整難度加大，因此，本設(shè)計(jì)只采用 PI 控制器。(23qrdsrqsmeiiLPT?? 控制反饋環(huán)節(jié)對(duì)工業(yè)過程進(jìn)行控制一般都采用 PID 控制，基本都能得到滿意的效果。(23qrdsrqsmre iiLP???其中 （38 ）rr上式中 為極對(duì)數(shù)， 為機(jī)械速度，且轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械功率定義為轉(zhuǎn)速、時(shí)間和轉(zhuǎn)矩，以此可Prm得： （39）)39。因此，輸出的電機(jī)功率為： (37))39。39。(39。)[((39。]}39。因此，簡言之，派克變換相當(dāng)于觀察點(diǎn)位置的變換——將觀察點(diǎn)從空間不動(dòng)的定子上，轉(zhuǎn)移到空間旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，并且將兩個(gè)位于轉(zhuǎn)子正、交軸向的等值定子繞組，替代實(shí)際的三相定子繞組。它的基礎(chǔ)是“任何一組三相平衡定子電流產(chǎn)生的合成磁場，總可由兩個(gè)軸線相互垂直的磁場所替代”的雙反應(yīng)原理。這種情況下中性軸分量上的電壓 和 恒等于 0，sv0r?解方程很容易，因此剩下的四個(gè)方程可以表示為一個(gè)矩陣[2](214)?????????? ????? ??????????? qrdqsdrrmr rrm mmssqrdqsd iipLpLpLpLrvv .)()( )()(??以上即為同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型。即，正值轉(zhuǎn)子電流將產(chǎn)生正值轉(zhuǎn)子繞組磁鏈。換言之，定子各相正值電流將產(chǎn)生各該相負(fù)值磁鏈。 abc/dq 模型的建立 建模背景因?yàn)閷?duì)于具有阻尼條的凸極機(jī)，由于空氣隙旋轉(zhuǎn)磁場總可以分解為兩個(gè)軸線與轉(zhuǎn)子正，交軸重合的脈動(dòng)磁場，因此模型得以建立。以下的分析都以理想同步電機(jī)為前提。這一假設(shè)表示略去所有的諧波磁勢(shì)、諧波磁通和相應(yīng)的諧波電勢(shì)，也略去諧波磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩。這一假設(shè)包含以下幾方面：定子三相繞組完全相同，空間位置彼此相隔 2/3π 電弧度；轉(zhuǎn)子每極的勵(lì)磁繞組完全相同；阻尼條的設(shè)置對(duì)稱于正、交軸。這一假設(shè)不僅意味磁場和各繞組電流間有線形關(guān)系，也使在確定空氣隙合成磁場時(shí)有可能運(yùn)用疊加原理。將電機(jī)結(jié)構(gòu)簡化后，電機(jī)內(nèi)部的磁場分布和相應(yīng)的感應(yīng)電勢(shì)的變化規(guī)律仍相當(dāng)復(fù)雜，如步采取一定的假設(shè)，仍難以對(duì)它們的運(yùn)行方式作定量分析。以下的研究對(duì)象像都是凸極機(jī)。 小結(jié)綜上所述，利用 MATLAB 來仿真同步電機(jī)的運(yùn)行情況，可以幫助研究者更好更方便的了解同步電機(jī)的特性，以便進(jìn)一步改善其效率。模型分析工具包括線性化工具和微調(diào)工具，它們可以從MATLAB命令行直接訪問，同時(shí)還有很多MATLAB的toolboxes中的工具。使用scopes或其他顯示模塊就可在模擬運(yùn)行時(shí)看到模擬結(jié)果