405 基于SVPWM的永磁同步电机控制系统建模与仿真

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基于SVPWM的永磁同步电机控制系统建模与仿真

作者：董圣英，孙淑红， DONG Sheng-ying， SUN Shu-hong

作者单位：董圣英,DONG Sheng-ying(德州职业技术学院,山东,德州,253034;山东大学,山东,济南,250061)，孙淑红,SUN Shu-hong(德州职业技术学院,山东,德州,253034)

刊名：

现代电子技术

英文刊名：MODERN ELECTRONICS TECHNIQUE

年，卷(期)：2010，33(18)

被引用次数：0次

参考文献(10条)

1.李永东交流电机数字控制系统 2002

2.李宏.张勇.王晓娟.王文初永磁同步电机SVPWM控制策略仿真研究 2009(1)

3.张玲.胡赤兵.杨荣荣PMSM调速系统SVPWM控制的建模仿真 2008(9)

4.沈涛.李桥梁基于SVPWM的永磁同步电机控制系统的仿真研究 2008(1)

5.刘胜.戚磊.李冰永磁同步电机空间矢量控制方法设计实现 2009(2)

6.陈国呈.金东海采样式PWM调制 1998(4)

7.陈国呈PWM逆变技术及应用 2007

8.孙亚树.周新云.李正明空间矢量PWM的Smulink仿真 2003(2)

9.韩安太.刘峙飞.黄海DSP控制器原理及其在运动控制系统中的应用 2003

10.张金利.张玉瑞.税冬东.白世东永磁同步电机变频调速系统建模与仿真 2008(2)

相似文献(10条)

1.学位论文成兰仙多相永磁同步电机调速系统智能控制研究2006

多相永磁同步电动机变频调速系统因为其高可靠性而成为电气传动领域的研究重点。矢量控制使交流调速系统的性能产生了质的飞跃。论文阐述和分析了多相永磁同步电机矢量控制系统，分析了多相永磁同步电机调速系统智能控制的重要性。本文以双Y移30°六相永磁同步电机为例，在简要介绍三相永磁同步电机矢量控制的基础上，通过坐标变换建立了多相永磁同步电机矢量控制的数学模型，并构建了控制图。论文对多相永磁同步电机调速系统采用智能控制的方法进行了深入的研究。

本文针对多相永磁同步电机的非线性、强耦合，首先提出了模糊矢量控制方法，在建立的多相系统上进行了仿真研究，并对一般模糊控制系统做了改进，使得控制的效果更加理想。

其次，结合PI控制和模糊控制各自的优点，提出了双模矢量控制系统，该控制方法完美地结合了PI控制和模糊控制的优点，取得了满意的仿真结果。

接着，利用模糊控制不依赖于对象模型、鲁棒性强的特点，神经网络有很好的学习能力等特点，提出了模糊高斯基函数神经网络控制算法。也取得了满意的仿真结果。

最后提出了一种基于B样条基函数神经网络的多相永磁同步电机调速系统，这种智能控制方法利用了B样条基函数拥有较好的局部控制性能和模糊控制的不依赖于对象模型、鲁棒性强的特点。调速效果很好。上述四种智能控制方法有着比传统PID和普通模糊控制更好的性能，采用这些智能控制方法的系统响应快、无超调、具有良好的动、静态性能和鲁棒性能。

2.期刊论文高仕红.GAO Shi-hong基于MATLAB永磁同步电机矢量控制的仿真研究-湖北民族学院学报（自然科学版）2006,24(4)

提出了基于MATLAB的永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统仿真建模方法.在Matlab/Simulink环境下,构建了永磁同步电机转子磁场定向矢量控制的仿真模型.仿真结果证明了该系统模型的有效性,验证了其控制算法,为永磁同步电机控制系统设计和调试提供了理论基础.

3.学位论文宋丹用于空调压缩机驱动的无传感器永磁同步电机矢量控制方法研究2008

随着家用空调的普及应用，空调已日渐成为耗能大户。我国经济建设多年来高速发展，正面临能源日益紧张的问题，由于空调节能尚有空间，因此人们普遍关注空调节能技术。在家用空调的各种节能技术中，直流压缩机变频驱动是发展的主流方向。从驱动方式上看，直流压缩机可以采用方波控制或矢量控制。与方波控制相比，矢量控制的空调直流压缩机具有噪声低、振动小、效率高等特点，更加符合节能和环保的发展方向。

本文主要研究了适用于空调压缩机负载的无转子位置传感器永磁同步电机矢量控制方法。首先从电机的基本方程入手，详细推导了永磁同步电机矢量控制的数学模型。详细分析了各种电流控制策略特点，提出了采用适合直流压缩机驱动的MTPA控制方式。

其次提出了具有凸极效应的压缩机永磁同步电机的一种简化模型，得到了适用于IPMSM的滑模观测器，解决了IPMSM在αβ坐标系中应用滑模观测器困难的问题。针对压缩机运行特点，采用全维状态观测器方法，实现IPMSM反电动势的观测，根据反电动势计算出电机转子位置和转速，实现了无传感器矢量控制。本文详细分析了全维状态观测器的极点配置方法，通过将四个极点配置在相同位置，简轻了计算量，也便于实现。

第三，由于反电动势估算法在电机低转速下不能正确估算转子位置，无法正常闭环起动，本文提出了一种简单的用于直流压缩机的起动方法，实现了压缩机的可靠起动。同时在深入分析电机等效模型的基础上，给出了一种简单的电机参数测量方法，通过简单测量和计算，得到系统实现无传感器永磁同步电机矢量控制所需的电感、电阻及反电动势系数等关键参数。

最后通过MATLAB/Simulimk7.1仿真软件对基于滑模观测器和基于全维观测器的永磁同步电机矢量控制方法进行了仿真验证，设计了以TMS320F2403数字信号处理器为控制核心的直流压缩机矢量控制实验平台，并进行了大量的实验验证。仿真及实验结果证明了本文理论分析和所提方法的正确性，并已应用于实际的直流压缩机矢量控制系统。

4.期刊论文刘毅.贺益康.秦峰.贾洪平.LIU Yi.HE Yi-kang.QIN Feng.JIA Hong-ping基于转子凸极跟踪的无位置

传感器永磁同步电机矢量控制研究-中国电机工程学报2005,25(17)

在分析高频电压信号激励下永磁同步电机数学模型的基础上,研究了一种基于凸极跟踪的转子位置自检测方法.文中讨论了高频电压信号的注入方式、提取,包含转子位置信息的高频负序电流的外差解调算法以及转子位置跟踪观测器的构成,并对一台内插式永磁同步电机采用旋转高频电压信号注入方式检测转子空间凸极的信号提取全过程进行了实验研究,成功地实现了该电机的无位置传感器矢量控制运行.实验研究表明,基于凸极跟踪的转子空间位置检测方法能准确地观测出转子的空间位置和速度,以此机理实现的永磁同步电机无传感器矢量控制也具有良好的静、动态运行性能.

5.学位论文曾建安永磁同步电机矢量控制研究2005

本文研究永磁同步电机矢量控制系统。在深入学习永磁同步电机数学模型和矢量控制原理的基础上，用MATLAB/SIMULINK建立了永磁同步电机电流转速双闭环矢量控制仿真模型。在调整好参数并取得良好仿真结果基础上，作了没有零矢量PWM发生方法的闭环仿真和速度环模糊控制仿真，并取得了较好的仿真控制效果。

IRMCS2011是新型采用矢量控制算法的电机驱动控制开发平台。本文阐述了该平台的控制结构和原理。在该平台上的电机运行试验验证了永磁同步电机矢量控制的优良性能。

本文还讨论了一些永磁同步电机矢量控制相关的内容。包括位置伺服系统的仿真以及转子初始位置的检测。

所有这些工作阐明了永磁同步电机矢量控制系统的原理、方法和性能，对今后研究永磁同步电机矢量控制系统和提高系统的性能具有参考意义。

6.期刊论文徐大利.叶安丽.马鸿雁.Xu Dali.Ye Anli.Ma Hongyan永磁同步电机控制系统的电流滞环与电压空间

矢量控制的仿真-北京建筑工程学院学报2009,25(2)

通过对永磁同步电机(PMsM)数学模型的分析,在其以定子磁链为状态变量的状态空间 .表达式的基础上,验证了永磁同步电机定子磁链可观测.在Matlab/Simulink仿真环境下,分别搭建了电流滞环跟踪控制与电压空间矢量控制的仿真模型.通过分析仿真结果得到结论:电压空间矢量控制的磁链优于电流滞环跟踪控制,控制性能更好.

7.学位论文曾朝晖永磁同步电机矢量控制策略研究1996

该论文对高性能永磁同步电机矢量控制系统和无速度传感器永磁同步电机矢量控制系统进行了研究,并进行了大量计算机仿真和实验研究.论文对永磁同步电机的矢量控制的各种方案进行了比较,提出了一种结构简单、性能良好的永磁同步电机矢量控制系统.研究了形成永磁同步电机矢量控制系统的各个重要组成部分,其中包括逆变器、电流控制器、速度和位置检测环节、控制系统硬件和软件部分等,并对整个系统的性能进行了计算机仿真和实验研究.该论文对增量调制电流控制逆变器进行了研究,设计出一种结构简单、具有良好动态和稳定性能的增量调制电流控制器和一个基于新型功率开关器件IGBT的电压型PWM逆变器.对电流控制电压型逆变器进行了计算机仿真和实验,并且研究了逆变器的参数对逆变器性能的影响.该论文在研究模型参考自适应控制理论的基础上,运用同步旋转d,q坐标系的永磁同步电机状态方程,构造了一种新的基于波波夫超稳定性理论的模型参考自适应永磁同步电机转速观测器,该方法具有稳定性好、鲁棒性强等特点.对构造的永磁同步电机自适应速度观测器的动态性能、稳定性和参数敏感性等问题进行全面的理论和计算机仿真研究.

8.期刊论文高仕红.GAO Shi-hong考虑铁耗时永磁同步电机的转子磁场定向矢量控制-湖北民族学院学报（自然

科学版）2007,25(2)

提出了基于Matlab考虑铁耗的永磁同步电机(PMSM)控制系统仿真建模方法.在Matlab/Simulink环境下,构建了考虑铁耗时永磁同步电机转子磁场定向矢量控制的仿真模型.仿真结果证明了该系统模型的可行性,并验证了其控制算法,为实际的永磁同步电机控制系统设计和调试提供了一种新的方法和手段.

9.学位论文余明锋船舶推进用多相永磁同步电机矢量控制系统研究2005

本文对基于四组三电平逆变器的十二相永磁同步电机矢量控制系统进行了研究。逆变器的主控芯片采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407。多组逆变器之间采用CAN总线进行通信。作为多相永磁同步电机矢量控制系统的前期研究，本文详细研究了永磁同步电机的矢量控制；实现了三电平逆变器空间矢量控制的软硬件；完成了两组DSP之间的通信。三电平逆变器作为同步电机矢量控制系统的核心，接收同步电机矢量控制信号，输出相应的SVPWM波

，用以控制电机。最后文章给出了仿真、实验的波形和相关试验数据。实验证明，三电平逆变器输出了品质优良且频率和幅值任意可调的SVPWM波，可以较好的实现永磁同步电机的矢量控制。

10.学位论文石会基于EKF的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究2007

本文是对永磁同步电机的扩展卡尔曼无位置算法(EKF)的矢量控制系统的研究。主要内容如下：

首先，简要地介绍了坐标变换思想、永磁同步电机在静止坐标系和旋转坐标系下的模型及矢量控制原理，并在此基础上讨论了永磁同步电机无位置传感器矢量控制调速方案。

其次，着重阐述了扩展卡尔曼无位置算法(EKF) 原理及在本系统中的应用，导出了永磁同步电机在静止坐标系和旋转坐标系下的扩展卡尔曼方程

，给出了永磁同步电机EKF 无位置传感器调速系统控制框图，介绍了几种扩展卡尔曼算法的优化方法。构造了基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型，实现了无位置传感器在电机控制中的应用。仿真结果验证了扩展卡尔曼滤波滤波算法在无位置传感器电机控制中的有效性和合理性。

最后采用摩托罗拉公司专用电机控制的MC56F8346 型数字信号处理器作为核心，设计了控制系统软、硬件结构和主要功能模块的原理及其实现方法。硬件方面包括控制电路各部分及外围辅助电路的设计，软件采用C 语言编写，给出了系统主程序和PWM 中断处理程序流程图。

在Metrowerks Codewarrior 集成开发环境下，正在对程序进行调试，以实验结果验证来论证设计方案的正确性。

本文链接：https://www.360docs.net/doc/5119268488.html,/Periodical_xddzjs201018058.aspx

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下载时间：2010年12月18日