基于MATLAB的异步电机矢量控制仿真研究项目

资 源 简 介

本项目利用MATLAB/Simulink构建三相异步电机数学模型，实现转子磁链定向控制（FOC）和电流-速度双闭环策略，通过动态仿真验证矢量控制的高性能调速效果和系统稳定性。

详 情 说 明

基于MATLAB的交流电机矢量控制技术仿真与研究

项目介绍

本项目在MATLAB/Simulink环境中，对三相异步电机的矢量控制（FOC）系统进行了完整的建模与仿真研究。项目核心是构建电机数学模型，并实施基于转子磁链定向的双闭环控制策略（电流环与速度环），旨在深入分析矢量控制在调速范围、动态响应及抗负载扰动等方面的优越性能。通过仿真结果，可评估控制系统的关键性能指标，并为参数优化提供依据。

功能特性

• 高保真电机建模：实现了考虑磁链动态的三相异步电机数学模型。
• 先进控制策略：采用转子磁链定向控制（FOC），实现转矩与磁链的解耦控制。
• 双闭环控制系统：设计了内环（电流环）与外环（速度环）相结合的PI调节器，确保系统快速且平稳的动态响应。
• 全面性能分析：仿真输出包括转速、转矩、电流等动态波形，并可计算超调量、调节时间等性能指标，支持谐波分析与系统稳定性评估（如伯德图）。

使用方法

1. 参数配置：在主脚本或Simulink模型参数对话框中，设置电机的额定参数（功率、电压、电流、极对数等）和控制参数（各PI调节器的比例、积分系数，PWM频率等）。
2. 设置运行条件：指定仿真时的给定转速曲线、负载转矩（可设置阶跃扰动以测试抗扰能力）等运行场景。
3. 运行仿真：执行主脚本或直接运行Simulink模型，开始仿真计算。
4. 结果分析：仿真结束后，系统会自动绘制关键的动态响应曲线，并可在命令行窗口或指定文件中查看性能指标计算结果。

系统要求

• 操作系统：Windows 10 / 11 或主流Linux发行版 / macOS。
• 软件环境：需要安装MATLAB R2021a或更高版本，必须包含Simulink、Simscape Electrical (原名SimPowerSystems) 工具箱。

文件说明

此脚本文件是项目仿真的主入口与控制中心。它封装了仿真前的初始化流程，具体功能包括：预设电机本体与控制系统的各项参数，构建完整的仿真模型环境，启动并执行动力学仿真计算。在仿真完成后，该脚本还负责调用数据分析模块，对输出的时序数据进行处理，自动生成转速、转矩、电流等关键变量的动态响应图，并计算系统的超调量、调节时间等核心性能指标。