MATLAB矢量控制三相异步电动机调速系统建模仿真项目

资 源 简 介

本项目基于MATLAB/Simulink实现三相异步电动机的矢量控制算法仿真，包括坐标变换、电流环与速度环控制模块，支持不同负载条件下的动态性能分析，适用于电机控制算法研究与教学演示。

详 情 说 明

基于矢量控制的三相异步电动机调速系统建模仿真与分析

项目介绍

本项目通过MATLAB/Simulink平台，构建了一个完整的基于矢量控制（Field Oriented Control, FOC）的三相异步电动机调速系统仿真模型。项目重点实现了电机磁场与转矩的解耦控制，通过Clarke-Park坐标变换、双闭环PID控制以及SVPWM调制等技术，对电机在不同工况下的动态性能进行了仿真与分析。该系统可用于研究异步电动机的调速特性、控制算法优化以及系统稳定性分析。

功能特性

• 核心算法实现：完整实现了三相异步电动机的矢量控制算法，包括Clarke变换、Park变换及其逆变换。
• 双闭环控制结构：采用内环（电流环）和外环（速度环）的PID控制策略，确保系统快速响应与稳态精度。
• SVPWM调制：集成空间矢量脉宽调制技术，生成高效低谐波的驱动波形。
• 动态性能分析：支持模拟启动、调速、加载、制动等多种运行工况，分析系统的动态响应。
• 全面监测与可视化：实时显示与记录转速、转矩、定子电流、d-q轴电流等关键参数的变化波形。
• 性能评估：自动计算并输出调速精度、响应时间、超调量等关键性能指标。

使用方法

1. 参数配置：在相应的参数脚本或Simulink模型掩码中，设置电机本体参数（如额定功率、电阻、电感等）、控制器参数（速度环与电流环的PID增益）以及仿真参数（步长、时长）。
2. 设定工况：定义目标转速曲线和负载转矩曲线，以模拟实际运行条件，如突加负载、转速阶跃变化等。
3. 运行仿真：启动Simulink模型进行仿真计算。
4. 结果分析：仿真结束后，系统会自动绘制动态响应曲线，并在命令行窗口或报告中显示性能指标，供用户进行分析。

系统要求

• 操作系统：Windows、macOS 或 Linux。
• 软件环境：需要安装 MATLAB（推荐 R2016b 或更高版本）及 Simulink 仿真环境。

文件说明

主程序文件作为整个仿真项目的总控入口和调度核心，负责完成一系列关键任务。它首先进行仿真前的初始化工作，包括清空环境、定义电机模型参数、设定控制器系数以及配置仿真时间等。随后，该文件调用并启动Simulink仿真模型，驱动整个调速控制系统运行。在仿真计算结束后，它还承担了结果后处理与可视化的功能，能够自动绘制转速、转矩、电流等关键变量的动态响应曲线，并计算系统的各项性能指标以便进行量化分析。