基于MATLAB/Simulink的无传感器永磁同步电机自适应PID控制系统建模与仿真

资 源 简 介

本项目采用MATLAB/Simulink平台，实现了永磁同步电机的无传感器矢量控制仿真。通过自适应PID控制器、滑模观测器和扩展卡尔曼滤波算法，自动优化控制参数并准确估算转子位置和转速。

详 情 说 明

无传感器永磁同步电机PID自适应控制系统建模与仿真

项目介绍

本项目基于MATLAB/Simulink平台，实现了永磁同步电机（PMSM）的无传感器矢量控制仿真系统。系统采用自适应PID控制器，能够在线优化控制参数，并结合滑模观测器（SMO）与扩展卡尔曼滤波算法进行转子位置和转速估算。通过仿真可分析电机动态响应特性、测试参数鲁棒性，并验证系统在负载突变、转速变化等工况下的稳定性。

功能特性

• 无传感器转子位置估算：结合滑模观测器与扩展卡尔曼滤波算法，实现高精度转子位置和转速估算
• 参数自适应PID控制：基于Lyapunov稳定性理论的自适应律，实时调整PID控制器参数
• 矢量控制仿真：实现永磁同步电机磁场定向控制（FOC）完整仿真建模
• 多工况测试：支持负载突变、转速阶跃变化等多种运行工况的稳定性验证
• 性能分析：提供完整的动态响应特性分析和控制性能指标评估

使用方法

1. 参数配置：根据需要修改电机参数、运行条件、控制器和观测器参数
2. 仿真运行：执行主程序启动仿真，系统将自动运行并记录仿真数据
3. 结果分析：查看生成的动态响应曲线、估算性能分析、控制指标统计等结果
4. 参数调整：根据分析结果优化控制器和观测器参数，重新运行仿真验证效果

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink仿真环境
• 控制系统工具箱（Control System Toolbox）

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能，包括仿真模型的初始化配置、参数预设、仿真执行过程控制以及结果数据的后处理与分析。该文件实现了电机系统仿真框架的构建，协调各子系统间的数据交互，并负责生成关键性能指标的可视化图表，为用户提供全面的仿真结果评估界面。