基于MATLAB的异步电动机无速度传感器矢量控制系统仿真模型

资 源 简 介

本项目在MATLAB/Simulink环境中实现了异步电动机的全域数学模型，采用矢量控制策略构建无速度传感器控制架构。通过动态仿真，验证了电机在负载变化与转速调节下的鲁棒性能，并实现了转子磁链与转速的高精度闭环估计，有效替代物理传感器，为电机驱动系统设计提供可靠工具。

详 情 说 明

异步电动机矢量控制系统无速度传感器建模仿真

项目介绍

本项目针对异步电动机矢量控制，开发了一套无速度传感器的建模仿真系统。核心目标是通过先进估计算法替代物理速度传感器，在保证控制性能的同时降低系统成本与复杂度。

系统基于异步电动机的动态数学模型，采用模型参考自适应系统（MRAS）技术实现转子转速与磁链的实时估计，结合空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术完成闭环控制。仿真平台可用于深入分析系统在不同工况下的动态性能、鲁棒性及参数灵敏度。

功能特性

• 高精度数学模型：建立了包含电气与机械动态的完整异步电机数学模型，支持参数自定义。
• 无传感器速度估计：采用MRAS方法实现转子转速的在线闭环估计，有效替代速度传感器。
• 矢量控制核心：实现基于转子磁场定向的矢量控制，确保转矩与磁链的解耦控制。
• SVPWM调制：集成空间矢量调制算法，生成高直流电压利用率的PWM波形。
• 全面性能分析：仿真输出转速、转矩、电流等动态曲线，并提供转速估计误差、稳态精度、响应时间等量化性能指标。
• 工况模拟：支持模拟电机启动、调速、加载、卸载等多种运行场景。

使用方法

1. 参数配置：在脚本中设置电机本体参数（如定转子电阻、电感、惯量等）和控制参数（如PI调节器增益、SVPWM开关频率等）。
2. 设定工况：输入目标转速指令曲线和负载转矩变化曲线，定义仿真初始状态。
3. 运行仿真：执行主仿真脚本，系统将自动进行数学解算并完成闭环控制仿真。
4. 结果分析：仿真结束后，程序会自动绘制关键动态响应波形图，并计算和显示系统性能评估指标。

系统要求

• 软件平台：MATLAB (推荐 R2016a 或更高版本)
• 必要工具箱：Simulink, MATLAB基础环境

文件说明

主程序文件集成了项目的所有核心功能。它负责初始化电机与控制系统参数，构建整个无速度传感器矢量控制系统的仿真模型，并调用数学模型进行解算。其主要能力包括实现转速与磁链的MRAS估计器算法、执行转子磁场定向矢量控制计算、生成SVPWM驱动信号，以及最终完成系统动态响应的模拟仿真、结果数据的输出与可视化图形的绘制。