MATLAB永磁同步电机直接PI控制仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB/Simulink实现永磁同步电机（PMSM）的直接PI控制，采用id=0矢量控制策略与双闭环结构，通过Park/Clarke变换实现电流解耦，完成转速与电流的精确调节仿真。

详 情 说 明

永磁同步电机（PMSM）直接PI控制仿真系统

项目介绍

本项目实现永磁同步电机的直接PI控制策略，通过双闭环（电流环与转速环）结构对PMSM进行精确控制。系统采用id=0的矢量控制方法，利用Park/Clarke变换实现三相电流解耦，并通过PI调节器分别控制d轴与q轴电流，最终驱动PMSM达到目标转速与转矩性能。项目包含完整的电机数学模型、PI控制器设计、SVPWM调制算法以及实时仿真验证功能。

功能特性

• 矢量控制技术：采用id=0的磁场定向控制（FOC），实现转矩与磁场的解耦控制
• 双闭环PI控制：转速外环与电流内环的级联控制结构，保证系统的动态响应性能
• SVPWM调制：空间矢量脉宽调制技术，提高直流电压利用率，减少谐波含量
• 实时仿真验证：可模拟电机在不同工况下的运行状态，验证控制策略的有效性
• 性能指标分析：自动计算超调量、调节时间、稳态误差等关键性能参数

使用方法

1. 参数配置：在相应文件中设置电机参数（Rs、Ld/Lq、ψf、P）、控制参数（转速环与电流环PI参数）以及仿真参数（采样时间、仿真时长）
2. 运行指令设置：指定目标转速（rad/s）和负载转矩（N·m）
3. 启动仿真：运行主程序开始仿真计算
4. 结果分析：查看生成的动态响应曲线、性能指标和数据波形，评估控制效果

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink基础模块库
• 推荐配置：4GB以上内存，支持浮点运算的处理器

文件说明

主程序文件实现了系统的核心仿真功能，包括电机数学模型的建立、控制算法的执行以及结果的可视化输出。具体涵盖永磁同步电机状态方程的求解、坐标变换的计算、双闭环PI调节器的设计、空间矢量调制信号的生成，并能够绘制转速转矩响应曲线、分析系统动态性能指标和输出实时运行数据。