MATLAB实现的模型预测控制直线感应电机驱动系统

资 源 简 介

本项目采用MATLAB/Simulink构建直线感应电机的动态模型，集成模型预测控制（MPC）算法，实现推力、速度与位置的高精度跟踪控制。仿真验证表明系统响应快速、鲁棒性强，适用于直线运动控制场景。

详 情 说 明

基于模型预测控制的直线感应电机驱动系统设计与仿真

项目介绍

本项目实现了一个完整的直线感应电机驱动控制系统，核心控制算法采用模型预测控制（MPC）。系统通过建立电机的动态数学模型，设计了预测控制器，旨在优化电机在推力、速度和位置等方面的跟踪性能。项目完成了从电机建模、控制器设计到系统仿真与性能分析的全流程，为直线感应电机的高性能控制提供了解决方案。

功能特性

• 精确建模：建立了直线感应电机的动态数学模型，支持参数辨识。
• 先进控制：实现了基于多步预测的MPC控制器，进行实时优化控制序列计算。
• 高性能跟踪：具备实时速度与位置跟踪控制能力，动态响应快。
• 鲁棒性强：通过优化控制策略提升系统抗负载变化和参数波动的干扰能力。
• 全面分析：提供控制性能仿真、动态响应可视化及稳定性分析功能。

使用方法

1. 参数配置：在相应脚本中设置或载入电机的电气参数（如定子电阻、互感等）。
2. 设定目标：输入期望的速度或位置参考轨迹序列。
3. 定义约束：配置系统操作约束，如电压、电流限制。
4. 初始化：设置电机的初始状态（位置、速度、电流）。
5. 运行仿真：执行主程序，启动MPC控制仿真。
6. 结果分析：查看生成的控制信号、状态响应曲线及性能指标报告。

系统要求

• 软件平台：MATLAB (推荐 R2016a 或更高版本)
• 必要工具箱：需要安装 Optimization Toolbox 和 Control System Toolbox 以支持优化求解与控制系统的设计分析。
• 硬件配置：无特殊要求，标准PC即可流畅运行仿真。

文件说明

主程序文件作为整个仿真系统的核心调度与执行入口，其功能包括：系统初始化与参数配置、直线感应电机状态空间模型的构建、模型预测控制器的在线优化求解、系统闭环仿真运行、动态响应数据的采集与处理，以及最终结果的可视化图表生成与性能分析报告的输出。