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目 录

1 绪论 1

1.1 课题研究背景和意义 1

1.2 国内外的研究现状及发展动态 1

1.3 本文的主要内容 1

2 永磁同步电机的数学模型分析 2

2.1 坐标变换 2

2.1.1三相—两相变换（3s/2s） 2

2.1.2两相静止—两相旋转变换（2s/2r） 3

2.2三相坐标系下的永磁电机数学模型 4

2.3 两相旋转坐标系下的数学模型 5

3永磁同步电机矢量控制系统 6

3.1 SVPWM的调制的基本原理 7

3.1.1 两电平UI开关状态和电压空间矢量 7

3.1.2 空间矢量调制 8

3.1.3功率管开断时间分配 11

3.2 永磁同步电机矢量控制系统设计 12

3.3 Simulink下PMSM矢量控制系统的仿真模型搭建 12

3.3.1 MATLAB软件介绍 12

3.3.2 控制系统电路仿真设计 13

3.4 本章小结 17

4永磁同步电机矢量控制系统仿真分析 17

4.1 基于Matlab/Simulink的控制系统的参数整定 18

4.2 PMSM矢量控制系统速度响应仿真分析 18

4.3 PMSM矢量控制系统负载响应仿真分析 21

4.5 本章小结 25

5总结与展望 25

参考文献 25

致 谢 27

基于Matlab/Simulink的永磁同步电机控制系统仿真

王阳光

，China

Abstract：Today, the concept of sustainable development is deeply rooted in people's minds, and energy-saving. Emission reduction has become the basic principle followed by all walks of life. This is reflected in the application and development of various motor speed regulation theories in the electrical field. This thesis firstly introduces the source and research significance of the topic, along with the research condition and development trendency at home and abroad. Then, the fundermantal principle of the permanent magnet synchronous motor and the establishment process of its equivalent mathematical model in different coordinate systems are analyzed one by one. The detailed analysis of the torque of the permanent magnet synchronous motor and the basic principle of the vector control speed control system was also carried out. Based on the analysis of the two-level inverter used in the main circuit topology of the system, the SVPWM modulation method is used to study the closed-loop and closed-loop flux linkage of the permanent magnet synchronous motor. Then based on this, the MATLAB simulation design of the double-closed-loop speed control system of the vector control of the PMSM is carried out. Finally prove that the permanent magnet synchronous motor vector control system has good dynamic characteristics and is in practical application. It has a certain significance.

Key words: Two-Level Inverter, Matlab/Simulink, PSMS, Vector control

绪论

1.1 课题研究背景和意义

调速技术的进展从根本上是为了电机的调速，其基本原理上是经过变化供电电源的频率来变更电机的转速。随着我国目前从制造业大国向制造业强国的转变，以前粗放式的发展模式急需得到改善，特别是工业生产领域。在工业生产领域，永磁同步电机以其输出转矩大，体积小，结构简单，更节能的优点被广泛的应用。自20世纪70年代稀土永磁材料的诞生，永磁同步电机体现了蓬勃的发展动力，特别是在近二十年电动汽车迅速发展以来，使得永磁同步电机的应用达到了一个高潮。但是值得注意的一点是永磁电机控制难度较异步电机，直流电机困难，并且由于现代工业和生活对调速精度的要求，对永磁电机的调速技术向大范围调速和高精度调速提出了越来越多的的要求，同时也吸引了大批研究人员投身于对永磁电机调速技术研究中来，特别需要指出的是，随着矢量控制在永磁电机调速中的应用，使得上述要求慢慢得到了满足，并不断发展进步。

到了二十世纪六十年代到二十世纪七十年代，随着电力电子期器件的快速发展，基于电力电子器件的电力变换器的快速发展给永磁同步电机的调速技术的发展带来了新的可能性。另外一方面随着数字技术的发展，以单片机为代表的微机控制器的出现，并应用在电机调速中。也开始逐渐使人们意识到永磁同步电机如果配合数字控制技术就能实现其更优良的性能，鉴于永磁同步的电机的种种优点，也使人们开始慢慢的将更多的中心转移到永磁同步电机调速技术的研究上来。

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