MATLAB实现三相逆变器电压电流双环控制系统仿真

资 源 简 介

本项目采用MATLAB/Simulink开发三相逆变器双闭环控制系统，在dq坐标系下建立精确数学模型。通过电压外环与电流内环的协同控制，实现输出电压的稳定跟踪与动态调节，包含完整的控制器设计与性能仿真验证。

详 情 说 明

三相逆变器电压电流双环控制系统设计与仿真

项目介绍

本项目设计并实现了一种基于dq坐标系的三相逆变器电压电流双环控制策略。系统在同步旋转坐标系下建立数学模型，通过电压外环（调节输出电压）和电流内环（快速跟踪电流指令）的协同控制，实现对三相交流电压的精确跟踪与稳定调节。项目提供了从控制器设计、系统建模到动态性能仿真的完整流程，支持稳定性分析与电能质量评估。

功能特性

• 双闭环控制结构：电压外环保证输出电压稳态精度，电流内环提升系统动态响应速度
• dq坐标系解耦控制：将三相交流量转换为直流分量，实现独立控制
• PI控制器设计：提供电压环与电流环PI参数整定与优化方法
• 动态性能分析：支持阶跃响应、负载突变等工况仿真
• 稳定性评估：生成伯德图，分析系统相位裕度与增益裕度
• 电能质量分析：计算输出电压总谐波失真（THD），评估波形纯度
• 灵活的参数配置：支持电气参数、负载类型与控制器参数自定义设置

使用方法

1. 参数设置：在脚本中修改参考电压（幅值、频率、相位）、负载类型（阻性/感性/容性）及系统参数（直流母线电压、LC滤波器参数）
2. 控制器整定：根据设计规则设置电压环与电流环PI控制器的比例与积分系数
3. 运行仿真：执行主程序，系统将自动进行数学模型求解与闭环控制仿真
4. 结果分析：查看生成的电压/电流波形、dq轴分量跟踪曲线、伯德图与THD分析报告

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本，需安装 Simulink 模块库
• 硬件配置：至少 4GB 内存，推荐 8GB 以上以确保流畅运行仿真计算

文件说明

主程序文件集中实现了以下核心功能：系统参数初始化与配置，三相逆变桥的PWM信号生成，dq坐标变换与反变换的逻辑执行，电压外环与电流内环PI控制器的闭环调节算法，时域波形与动态响应曲线的绘制，以及系统稳定性分析与谐波失真率的计算与输出。