【正文】 我將銘記我曾是一名長大學(xué)子并在今后的工作中把長大的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚光大！參考文獻[1] [D]. 西安:西安科技大學(xué)圖書館,2007:39. [2] 王成元,夏加寬. 電機現(xiàn)代控制技術(shù)[M]. 機械工業(yè)出版社, :296～304. [3] 甄長飛. 矢量控制算法在永磁同步電動機驅(qū)動中的應(yīng)用研究[D]. 重慶：重慶理工大學(xué)，2012. [4] 唐任遠. 現(xiàn)代永磁電機理論與設(shè)計[M]. 機械工業(yè)出版社, 1997年. [5] 袁登科, 陶生桂. 交流永磁電機變頻調(diào)速系統(tǒng)[M]. 機械工業(yè)出版社, 第1版. [6] 楊建飛. 永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)若干關(guān)鍵問題研究[D]. 南京:南京航空航天大學(xué),2011. [7] 許大中. 交流電機調(diào)速理論[M]. 浙江,浙江大學(xué)出版社,1997. [8] 陳伯時. 電力拖動自動控制系統(tǒng)運動控制系統(tǒng)[M]. 機械工業(yè)出版社, 1998年. 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永磁無刷直流電機 坐標(biāo)變換模塊 根據(jù)本文第三章坐標(biāo)變換可以得到以下模型，并對相關(guān)模型進行參數(shù)設(shè)置：（1）3s/2s變換：F=sqrt(2/3)*(u(1)*u(2)*u(3))F1=sqrt(1/2)*(u(2)u(3)) (2)2s/2r變換：F2=u(1)*u(3)+u(2)*u(4)F3=u(2)*u(3)u(1)*u(4) (3)2r/2s變換：F=u(1)*cos(u(3))u(2)*sin(u(3))F1=u(1)*sin(u(3))+u(2)*cos(u(3)) (a) 3s/2s變換(b)2s/2r變換(c)2r/2s變換 坐標(biāo)變換模型 SVPWM模塊 該模型按照第四章第三節(jié)所述的SVPWM原理進行搭建，包括扇區(qū)判別子模型,X,Y和Z的計算子模型，時間T1，T模型，矢量切換點子模型，PWM生成子模型。 直流無刷電機矢量控制系統(tǒng)建模與仿真 電機模塊和電機參數(shù)測量 電機模塊為Simulink里自帶的永磁同步電機模塊，將輸出波改為方波即可。 電機控制系統(tǒng)過程為通過位置傳感器采樣得到電機轉(zhuǎn)子位置信息，通過邏輯運算得到電機轉(zhuǎn)速；將實際獲得的電機轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)速給定值作比較，經(jīng)速度環(huán)得到q軸的電流分量；電流傳感器經(jīng)采集獲得電機的實際三相電流值經(jīng)兩次坐標(biāo)變換得到,，將這兩個電流值分別子給定值和先前的計算值進行比較，將比較差值經(jīng)電流調(diào)節(jié)器得到電壓矢量和。速度環(huán)能夠增強整個電機控制系統(tǒng)抵抗負載擾動、抑制速度脈動的能力，它也是電機控制系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計 直流無刷電機控制系統(tǒng)主要是實現(xiàn)快速、高精度的速度控制，即在極短時間內(nèi)快速采集獲取電機的實際速度，將其與給定的電機速度進行比較，將轉(zhuǎn)速差經(jīng)過控制環(huán)節(jié)實現(xiàn)對電機的精確控制。同理，可以得到其它扇區(qū)的波形圖。 零矢量的動作時間為。以第Ⅰ區(qū)間為例，對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)為（010），而對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)為（110）。 確定矢量切換點 以零矢量開始，以作為中間矢量，為了實現(xiàn)每次切換只有一個開關(guān)動作，就必須人為的改變作用順序。 （） 即為調(diào)整后的動作時間。 與的對應(yīng)關(guān)系表扇區(qū) 在實際的應(yīng)用中當(dāng)給定的電壓值太大時會出現(xiàn)過調(diào)制的情況，即。定義 （）通過計算可以得到在每個扇區(qū)內(nèi)的基本矢量動作時間，（由于五段和七段式的實現(xiàn)方法不同，所以這里沒有考慮矢量的動作順序，僅按照逆時針方向）。通過對每個扇區(qū)基本矢量動作時間的求解不難發(fā)現(xiàn)它們都是一些基本時間的組合。且。表 44 N 值與扇區(qū)對應(yīng)關(guān)系 電壓空間矢量的合成 扇區(qū)確定之后，就可以利用扇區(qū)邊界上的兩個基本矢量合成所需的矢量，在合成過程中應(yīng)當(dāng)使得兩個基本矢量的合成效果接近于期望矢量的效果。根據(jù)給出的待合成的空間矢量的兩個分量來決定A,B,C的取值，有以下關(guān)系式所在扇區(qū)的位置為。每個扇區(qū)包含兩個基本矢量，落在某個扇區(qū)的電壓空間矢量將由扇區(qū)邊界的兩個基本電壓空間矢量進行合成。3. 確定每個電壓矢量的作用順序。 SVPWM 矢量、扇區(qū)圖通常在矢量控制的系統(tǒng)當(dāng)中，根據(jù)控制策略，進行適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)變換，可以給出兩相靜止坐標(biāo)系即（）坐標(biāo)系電壓空間矢量的分量，這時就可以進行SVPWM的控制，具體要做以下三部分的工作：1. 如何選擇電壓矢量。同時，在兩個非零矢量之間按照一定的原則，比如開關(guān)次數(shù)最少，插入一個或多個零矢量并合理選擇零矢量的作用時間，就能調(diào)節(jié)的運動速度。因此合理地選擇六個非零矢量的施加次序和作用時間，可使磁鏈空間矢量順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)形成一定形狀的磁鏈軌跡。當(dāng)逆變器輸出某一電壓空間矢量時，電機的磁鏈空間矢量可表示為 （）其中，為初始磁鏈空間矢量；為的作用時間。因此，逆變器輸出的電壓空間矢量為 （）由式（）可知，在PWM逆變器—電動機系統(tǒng)中，對電機定子電壓空間矢量的分析可以轉(zhuǎn)化為對逆變器輸出電壓空間矢量的分析。設(shè)逆變器輸出的三相電壓為, （） 其中，為電機定子繞組星接時中點0相對于逆變器直流側(cè)點的電位。這樣，電動機旋轉(zhuǎn)磁場的軌跡問題就可以轉(zhuǎn)化為電壓空間矢量的運動軌跡問題。： 表 兩相靜止坐標(biāo)戲中相電壓與開關(guān)管狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系 由式（）、：定子電壓空間矢量開關(guān)狀態(tài)相電壓矢量表達式（Us大小為）A相B相C相00000000010100111001011101110000 逆變器的不同開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)的空間矢量表 根據(jù)永磁無刷直流電機的定子電壓方程為： （）其中，為定子三相電流的合成空間矢量，為定子電阻。利用第三章中的3s/2s變換可將三相靜止坐標(biāo)系的相電壓轉(zhuǎn)化至兩相靜止坐標(biāo)系(αβ坐標(biāo)系)中。 所以根據(jù)式子（）我們能夠計算八種開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)的線電壓和相電壓，具體如表 。逆變電路的形式可以變?yōu)锽相和C相并連后再和A相串連的形式，易得。當(dāng)零矢量作用于電機時不形成磁鏈矢量；而當(dāng)非零矢量作用于電機時，會在電機中形成相應(yīng)的磁鏈矢量。用分別標(biāo)記三個橋臂的狀態(tài)，規(guī)定當(dāng)上橋臂器件導(dǎo)通時橋臂狀態(tài)為1，下橋臂導(dǎo)通時橋臂狀態(tài)為0，這樣逆變器的八種開關(guān)模式對應(yīng)八個電壓空間矢量，其中為直流側(cè)電壓。所以電壓空間矢量可以表示為 （）將（）式中的值代入式（）可得理想供電電壓下的電壓空間矢量 （）其中，； 可見理想情況下，電壓空間矢量為幅值不變的圓形旋轉(zhuǎn)矢量。 電壓空間矢量 定義電壓空間矢量為： （）其中，為電壓空間矢量，考慮到不同的變換，可以取不同的值，如功率不變，電壓電流幅值不變等設(shè)交流電機由理想三相對稱正弦電壓供電，有 （）其中，為電源線電壓的有效值；為相電壓的有效值；電源電壓的角頻率。已知定子三相繞組在空間互差，A、B、C分別表示在空間靜止不動的定子三相繞組的軸線位置三相定子相電壓、分別加在三相繞組上，由此可以定義3個電壓空間矢量、它們位置不變，始終固定在各相的軸線上，只是矢量長度（大?。╇S時間作正弦規(guī)律變化，時間相位上差。與其他控制相比，逆變器輸出的線電壓基波最大值為直流側(cè)電壓，直流電壓利用率要高一些；在獲得相同的輸出電壓波形質(zhì)量的情況下，每次開關(guān)切換只涉及到一個功率器件，降低開關(guān)器件的工作頻率，使開關(guān)損耗也要小一些；電壓空間矢量 PWM 數(shù)學(xué)模型建立在電機坐標(biāo)軸系變換理論基礎(chǔ)之上，物理意義直觀，數(shù)學(xué)模型簡單，較容易實現(xiàn)且易于優(yōu)化。 SVPWM的主要思想是以三相對稱正弦波電壓供電時三相對稱電動機定子理想磁鏈圓為參考標(biāo)準，以三相逆變器不同開關(guān)模式作適當(dāng)?shù)那袚Q，從而形成PWM波，以所形成的實際磁鏈矢量來追蹤其準確磁鏈圓。上世紀80年代，磁通軌跡跟蹤控制技術(shù)被提出，進而發(fā)展產(chǎn)生了電壓空間矢量的概念。隨著高頻率大功率開關(guān)器件、先進半導(dǎo)體技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展和完善，正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于感應(yīng)電機驅(qū)動控制系統(tǒng)中。如果采取恒定轉(zhuǎn)矩控制方式，根據(jù)式子（）可以求出產(chǎn)生恒轉(zhuǎn)矩所需要的 為： （） 從式子可以看出是跟隨變化的，是變量，所以只要提前確定隨轉(zhuǎn)子變化時的值，然后通過電流環(huán)將 調(diào)節(jié)為零，那么和之間成了線性關(guān)系，就類似于普通直流電機的機械特性了。上文提到過，無刷直流電機定子繞組是采用 Y 型接法，所以按照基爾霍夫電流定律可以得到。采用磁場定向控制，令 id=0 可以得到電磁轉(zhuǎn)矩與交軸電流成線性關(guān)系，只要控制好交軸電流幅值，就可以得到良好的轉(zhuǎn)矩控制性能。此時，電機定子電流綜合矢量與轉(zhuǎn)子直軸間的夾角為90176。若選擇永磁體基波勵磁磁場與定子正弦波磁動勢正交，并獨立控制定子電流幅值，則此時的控制方式即為磁場定向的矢量控制。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速給定時，存在一個直軸磁鏈，使得輸出電磁功率最大，也即直軸磁鏈等于 O 或者直軸磁鏈為正的最小值，對應(yīng)的電磁功率最大。 （6） 最大輸出功率控制 在電機轉(zhuǎn)速超過最大電磁轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的極限轉(zhuǎn)速后，對定子電流矢量的控制轉(zhuǎn)變?yōu)槿醮趴刂?，此時定子電流矢量沿著電壓極限曲線內(nèi)部取值，對給定轉(zhuǎn)速，存在最大輸出功率點對應(yīng)的定子電流矢量。當(dāng)電壓達到極限時，為了使電機能以更高的轉(zhuǎn)速運行，必須維持電機內(nèi)部反電動勢等于額定狀態(tài)時的大小。但是在給定轉(zhuǎn)矩變大的時候，功率因數(shù)下降快。這種控制策略的核心思想在于調(diào)節(jié) d、q 軸電流達到最佳組合，使電機在給定轉(zhuǎn)矩下定子電流幅度最小。這種控制方法與（1）相比，它有更高的功率因數(shù)，使得無刷直流電機的最大輸出轉(zhuǎn)矩得到了提高，但是這種控制方式也有存在去磁分量、最大輸出轉(zhuǎn)