【正文】 此外，開(kāi)關(guān)變磁阻理論使開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（Switched Reluctance Motor——SRM）迅速發(fā)展，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)與反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相類似，在加了轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)檢測(cè)后可以有效地解決失步問(wèn)題，可方便地起動(dòng)、調(diào)速或點(diǎn)控，其優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性特別適合于要求高靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用場(chǎng)合。為了更詳細(xì)地分析電動(dòng)機(jī)內(nèi)部過(guò)程，如繞組短路或轉(zhuǎn)子斷條等問(wèn)題，多回路理論應(yīng)運(yùn)而生。二、研究主要成果交流傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)電動(dòng)機(jī)本體也提出了更高的要求。對(duì)此，許多學(xué)者開(kāi)展了無(wú)速度（位置）傳感器控制技術(shù)的研究，即利用檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)出線端電量（如電機(jī)電壓、電流），估測(cè)出轉(zhuǎn)子的速度、位置，還可以觀測(cè)到電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的磁通、轉(zhuǎn)矩等，進(jìn)而構(gòu)成無(wú)速度（位置）傳感器高性能交流傳動(dòng)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速（位置）反饋控制，須用光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器等與電動(dòng)機(jī)同軸安裝的機(jī)械速度（位置）傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子速度和位置的檢測(cè)。基于Simulink 的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)2011。電力電子電路仿真2011 [13]王兆安、劉進(jìn)軍。自動(dòng)控制理論 2011 [11]劉豹、唐萬(wàn)生?；赟VPWM 的PMSM 矢量控制系統(tǒng)的建模與仿真 大 電 機(jī) 技 術(shù) 2010 [9]陳伯時(shí)。考慮飽和效應(yīng)凸極同步電動(dòng)機(jī)矢量控制 電力電子技術(shù) [7] 王沖。永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真與建模研究 西北工業(yè)大學(xué)2007 [5] 王少潔 ，楊立永 ，陳為奇。風(fēng)電系統(tǒng)中風(fēng)力機(jī)性能的Matlab仿真研究 第十二屆電力電子年會(huì)，哈爾濱，. [3]王正，常浩 。 第6周 分析永磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，并建立數(shù)學(xué)模型 第7周 分析永磁同步發(fā)電機(jī)的基本控制策略 第8周 確定永磁同步發(fā)電機(jī)的矢量控制策略 第9周 確定永磁同步發(fā)電機(jī)的矢量控制策略 第10周 完成永磁同步發(fā)電機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 第11周 完成永磁同步發(fā)電機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 第12周 對(duì)課題進(jìn)行深入研究 第13周 完善所有硬件和軟件設(shè)計(jì)，論文初稿 第14周 撰寫論文 第15周 撰寫論文 第16周 完善論文，準(zhǔn)備答辯五、主要參考文獻(xiàn)[1] 李珍國(guó)。 在設(shè)計(jì)時(shí)，通常電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)空載特性的工作點(diǎn)最好選在回復(fù)直線的最大磁能積點(diǎn)附近，這樣可以充分利用永磁體提供的有效磁能，當(dāng)然在具體的設(shè)計(jì)里，還要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定。于是永磁同步發(fā)電機(jī)的電負(fù)荷比電勵(lì)磁電機(jī)要低的多。 永磁同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁磁場(chǎng)不能人工調(diào)節(jié)，所以要求它的外特性要比電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的外特性要硬，也就是說(shuō)，要求它的外特性都讀藥效，近似直線。首先在磁路計(jì)算上，由于采用永磁材料勵(lì)磁，它要求所用的永磁材料的授予磁感應(yīng)輕度要搞，矯頑力要打，永磁材料的退磁曲線呈線性變化為好。在認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查研究的同時(shí)注意理論與實(shí)際、設(shè)計(jì)與工藝相結(jié)合，設(shè)計(jì)出性能好、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、欲行可靠、制造和使用維修方便的現(xiàn)金產(chǎn)品。分析永磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上建立起數(shù)學(xué)模型、確定永磁同步發(fā)電機(jī)矢量控制策略，再完成永磁同步發(fā)電機(jī)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、最后進(jìn)行仿真試驗(yàn)。另外，智能控制技術(shù)如模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制等也開(kāi)始應(yīng)用于交流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)中，以提高控制的精度和魯棒性。此外，為了解決系統(tǒng)復(fù)雜性和控制精度之間的矛盾，又提出了一些新的控制方法，如直接轉(zhuǎn)矩控制、電壓定向控制等。20世紀(jì)70年代初提出用矢量變換的方法來(lái)研究交流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)控制過(guò)程，不但要控制各變量的幅值，同時(shí)還要控制其相位，以實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦，促使了高性能交流傳動(dòng)系統(tǒng)逐步走向?qū)嵱没?。此外，開(kāi)關(guān)變磁阻理論使開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（Switched Reluctance Motor——SRM）迅速發(fā)展，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)與反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相類似，在加了轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)檢測(cè)后可以有效地解決失步問(wèn)題，可方便地起動(dòng)、調(diào)速或點(diǎn)控，其優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性特別適合于要求高靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用場(chǎng)合。為了更詳細(xì)地分析電動(dòng)機(jī)內(nèi)部過(guò)程，如繞組短路或轉(zhuǎn)子斷條等問(wèn)題，多回路理論應(yīng)運(yùn)而生。交流傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)電動(dòng)機(jī)本體也提出了更高的要求。對(duì)此，許多學(xué)者開(kāi)展了無(wú)速度（位置）傳感器控制技術(shù)的研究，即利用檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)出線端電量（如電機(jī)電壓、電流），估測(cè)出轉(zhuǎn)子的速度、位置，還可以觀測(cè)到電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的磁通、轉(zhuǎn)矩等，進(jìn)而構(gòu)成無(wú)速度（位置）傳感器高性能交流傳動(dòng)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速（位置）反饋控制，須用光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器等與電動(dòng)機(jī)同軸安裝的機(jī)械速度（位置）傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子速度和位置的檢測(cè)。最后，感謝各位老師在百忙中抽出時(shí)間對(duì)論文進(jìn)行審閱。同時(shí)也感謝給我最大支持和關(guān)愛(ài)的家人。在此，向?qū)煴硎咀钪孕牡母兄x和最崇高的敬意。e K. Boel, Jan . Direct Torque Control of PermanentMagnet Synchronous Motors – An Overview[21] 劉棟良. 永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)非線性控制策略的研究. 浙江大學(xué)博士學(xué)位論文, .[22] 牛洪海. 永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)及控制方法研究. 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文,.[23] 王春民,孫淑琴,安海忠等. 基于DSP 永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì). 吉林大學(xué),.[24] 李寧, 劉啟新, 張麗華. 交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置的精確測(cè)定. 南京工程學(xué)院,.[25] 王伊. 永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)策略的研究. 華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文,.[26] 郭熠. 永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè)方法. 天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,2004.[27] 張智恩. 基于TMS320F2812 DSP 的永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn). 吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文,[28] 張健峽. 基于DSP 的SVPWM 矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究. 貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文,.[29] 尹永雷. 永磁同步電機(jī)矢量控制伺服系統(tǒng)研究. 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文,.[30] 劉棟良. 永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)非線性控制策略的研究. 浙江大學(xué)博士學(xué)位論文,.[31] 顧軍. 基于DSP 的永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器矢量控制系統(tǒng)研究. 南京航天航空大學(xué)碩士學(xué)位論文,致謝在本論文完成之際，首先向尊敬的導(dǎo)師楊國(guó)良副教授表示衷心的感謝。 Gosden, synchronous motor drives for electric vehicles[J].IEEE Transactions on Industry Applications, 1996(7): 896 一903.[18] Chalmers, .。 Barnard, W. A rapid method of putation of the magnetic field ofpermanent magnets[J].IEEE Transactions on Magnetics ,1975(9): 1538 一1540.[17] Chalmers, .。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出社,1997.[2] [M].北京：科學(xué)出版社,2007.[3] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[4] 王鑫,李偉力,程樹(shù)康. 永磁同步電動(dòng)機(jī)發(fā)展展望. 哈爾濱工業(yè)大學(xué),2007.[5] [D].天津大學(xué)博士學(xué)位論文，.[6] . 浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，.[7] 張劍. 無(wú)位置傳感器永磁交流伺服系統(tǒng)控制策略的研究與實(shí)現(xiàn). 天津大學(xué)碩士學(xué)位論文，.[8] 竇艷鵬. 基于DSP 的交流永磁同步電機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng). 內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文，.[9] 李路菁. 基于DSP 的永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的研究. 南京航天航空大學(xué)碩士學(xué)位論文，.[10] 吳茂剛. 矢量控制永磁同步電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)的研究. 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文，.[11] 徐立尉. 基于DSP 的永磁同步電機(jī)矢量控制伺服系統(tǒng)研究. 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，.[12] 張祺. 基于dSPACE 的永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā). .[13] 于艷君,程樹(shù)康,柴鳳. 永磁同步電動(dòng)機(jī)無(wú)傳感器控制綜述. 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2007.[14] 王微子. 基于DSP 的永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè). 上海交通大學(xué),2004.[15] 曾建安,曾岳南,暨綿浩. 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè). 廣東工業(yè)大學(xué),.[16] Binns, K.。3 仿真研究：構(gòu)建了基于MATLAB/Simulink 的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真模型，給定轉(zhuǎn)速和逆變器的直流電壓，調(diào)節(jié)PI 參數(shù)，通過(guò)觀察電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)波形分析電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能。在定子電阻電壓可以忽略時(shí)，設(shè)計(jì)了通過(guò)控制電壓從而控制磁鏈的控制算法。主要進(jìn)行了一下工作：1 敘述了國(guó)內(nèi)外永磁同步電機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r并分析了永磁同步電機(jī)在坐標(biāo)系、兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)了它的電壓方程，轉(zhuǎn)矩方程等。結(jié)論本文首先在查閱了大量國(guó)內(nèi)外參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上對(duì)永磁同步電機(jī)研究現(xiàn)狀有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，然后通過(guò)對(duì)參考文獻(xiàn)的認(rèn)真研讀，對(duì)各種控制策略和各種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)有了深入的理解，最后在此基礎(chǔ)上選擇基于的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制方式作為本文的控制方案，采用電壓空間矢量作為PWM 調(diào)制方法。波形總體體現(xiàn)了雙閉環(huán)的高穩(wěn)定性和很強(qiáng)的抗擾性能，在土家轉(zhuǎn)矩時(shí)可以看出。雙閉環(huán)矢量控制大致上可以獲得類似于他勵(lì)直流電機(jī)的特性。實(shí)現(xiàn)了雙閉環(huán)的效果。在轉(zhuǎn)矩不變情況下三相電流穩(wěn)定成正弦波。在突加轉(zhuǎn)矩后，由于電機(jī)有負(fù)載且雙閉環(huán)控制系統(tǒng)供給的電流是由后面的負(fù)載所需決定的，所以定子電流立即建立起。此時(shí)，電機(jī)只需克服空載轉(zhuǎn)矩，總轉(zhuǎn)矩極小（如轉(zhuǎn)矩圖所示）[30]。之后定子電壓基本為0。這段極短的時(shí)間內(nèi)相當(dāng)于全壓?jiǎn)?dòng)，轉(zhuǎn)速趨于直線上升，在達(dá)到穩(wěn)定值后會(huì)繼續(xù)上升出現(xiàn)一定的超調(diào)。在初始階段，電壓突然給定后。第5章 仿真結(jié)果與分析 在本文中，作者對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速波形、轉(zhuǎn)矩波形、電機(jī)定子線電流波形進(jìn)行了測(cè)量，通過(guò)示波器的測(cè)量得到以下波形。簡(jiǎn)介了一下PI調(diào)節(jié)器重點(diǎn)論述了PI調(diào)節(jié)器參數(shù)得計(jì)算方法[26]，主要是將電流環(huán)或速度環(huán)化為經(jīng)典環(huán)節(jié)。代入數(shù)據(jù)可以求得和 的數(shù)值。 速度環(huán)結(jié)構(gòu)將轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型II 型系統(tǒng)，速度控制器采用PI 控制。電流環(huán)的傳遞函數(shù)為： (48)轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率一般比較低。代入數(shù)值即可求得。典型I 型系統(tǒng)傳遞函數(shù)為： (46)PI 型電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為： （47）為使控制器的零點(diǎn)對(duì)消控制對(duì)象的較大的時(shí)間常數(shù)，選擇: (為電磁時(shí)間常數(shù)),則式中，所以 。在突加負(fù)載時(shí)不希望有超調(diào)或超調(diào)越小越好，為此可以把電流環(huán)校正成典型Ι 型系統(tǒng)[24]。在設(shè)計(jì)時(shí)，只要把實(shí)際系統(tǒng)校正或簡(jiǎn)化為典型系統(tǒng)，就可以利用現(xiàn)成的公式和圖表來(lái)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，設(shè)計(jì)過(guò)程要簡(jiǎn)便許多。假設(shè)粘滯系數(shù)B = 0 ,。 PI控制器的參數(shù)設(shè)定第二章中給出了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，從電壓方程和轉(zhuǎn)矩方程的表達(dá)式可以看出，永磁同步電機(jī)是一個(gè)多變量、非線性、強(qiáng)耦合的控制對(duì)象，為了便于分析和控制，需將永磁同步電機(jī)模型進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化[22]。要保證足夠的精度，在離散化的過(guò)程智能光， 必須足夠短[21]。模擬調(diào)節(jié)的數(shù)字化，實(shí)質(zhì)上是用差分方程去逼近微分方程，對(duì)其進(jìn)行數(shù)字模擬，式（ 31）經(jīng)離散化后可以得到離散的PI 算法為： (42)式中為采樣序號(hào)為第 次采樣時(shí)刻的控制器輸出值，為第次采樣時(shí)刻的輸入值，積分系數(shù)。 常規(guī)PI控制器的設(shè)計(jì)在矢量控制系統(tǒng)中，PI 調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇的好壞直接影響到電機(jī)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。自從計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域以來(lái)，用數(shù)字計(jì)算機(jī)代替模擬調(diào)節(jié)器組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，不僅用軟件實(shí)現(xiàn)PID 控制算法，而且可以利用計(jì)算機(jī)的邏輯功能，使PID 控制更加有效[20]。 永磁同步電機(jī)電機(jī)參數(shù)功率定子電阻定子直軸電感定子交軸電感定子相電感極對(duì)數(shù)3電機(jī)摩擦系數(shù)根據(jù)偏差的比例（P）、積分（I）、微分（D）進(jìn)行控制（簡(jiǎn)稱PID 控制），是控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種控制規(guī)律[19]。基于的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真基于的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真整體框圖圖中包括了SVPWM、坐標(biāo)變換等框圖。以及它們的反變換等[18]。第4章參數(shù)計(jì)算在基于MATLAB 的永磁同步電機(jī)矢量控制仿真中需要進(jìn)行多次的坐標(biāo)變換，其中包括三相靜止坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系的變換，即3 s /2 s 。 矢量作用時(shí)間的框圖 扇區(qū)比較值Simulink框圖 的扇區(qū)比較值框圖[16]。 扇區(qū)判斷框圖 參數(shù)X ,Y ,Z 形成的Simulink框圖參數(shù)X ,Y ,Z 在矢量作用時(shí)間中提出來(lái)的，由于每個(gè)扇區(qū)的矢量作用時(shí)間的公式表達(dá)中都有相同的部分，所以為了表示的方便提出用它們來(lái)表達(dá)，根據(jù)公式可以得到下面框圖， 所示[16]。SVPWM 的MATLAB 仿真主要有以下幾個(gè)部分：1） 扇區(qū)判斷仿真框圖；2） 參數(shù)X ,Y ,Z 的形成框圖；3） 矢量作用時(shí)間仿真框圖；4） 扇區(qū)比較值仿真框圖；5） cm T 與三角波比較框圖。 的SVPWM 仿真SVPWM 的仿真是根據(jù)上一章的原理來(lái)搭建的。電流和 與設(shè)定的參考電流和相比較，并借助PI 電流控制器對(duì)其進(jìn)行校正；接著與前饋電壓合成；然后，通過(guò)Park 逆變換，把PI 電流控制器的輸出和變換成和；最后，借助電壓空間矢量技術(shù)，把新的定子電壓矢量施加給永磁同步電機(jī)的三相電樞繞組。 PMSM 的矢量控制原理圖 所示，搭建MATLAB 仿真框圖。 第3章 基于MATLAB 的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)磁場(chǎng)取向控制技術(shù)是以坐標(biāo)變換為基礎(chǔ)的，因而通常它又稱