MATLAB电机闭环控制系统建模与仿真项目

资 源 简 介

本项目使用MATLAB建立永磁同步电机和直流电机的数学模型，设计PID和矢量控制等闭环算法，进行动态仿真和多工况运行测试，帮助理解电机控制原理与性能优化。

详 情 说 明

基于闭环控制的电机建模与仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB的电机动态仿真系统，实现了从电机数学模型建立到闭环控制策略验证的完整流程。系统支持永磁同步电机和直流电机等多种类型，能够模拟电机在启动、调速、负载突变等多种工况下的动态响应。通过直观的可视化界面，用户可以实时观察电机关键参数的变化，并进行深入的性能分析。

功能特性

• 高精度建模：提供永磁同步电机（PMSM）和直流电机（DC Motor）的精确数学模型，参数可自定义。
• 先进控制策略：内置PID控制、矢量控制（FOC）等多种闭环控制算法，支持控制器参数在线调节与优化。
• 多工况仿真：可模拟电机启动、稳态运行、调速、加载与卸载等复杂动态过程。
• 实时可视化：动态绘制转速、转矩、电流等关键参数的时域响应曲线，仿真过程一目了然。
• 全面性能分析：自动计算超调量、调节时间、稳态误差等性能指标，并支持频域分析（伯德图等）。
• 数据导出：仿真结果可导出为.mat或.csv格式，便于后续分析与报告撰写。

使用方法

1. 参数配置：运行主程序文件，在图形用户界面（GUI）或脚本中设置电机参数、控制参数（如PI增益、参考转速）以及仿真配置（如步长、时长）。
2. 定义工况：设定负载转矩的变化规律（如阶跃、斜坡变化）或导入负载曲线。
3. 启动仿真：点击运行按钮开始仿真。系统将根据设定的模型和控制律进行动态计算。
4. 结果分析：仿真结束后，系统会自动显示响应曲线和性能指标。用户可通过图形窗口观察波形，并导出数据进行深入分析。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b 或更高版本
• 必要工具箱：Control System Toolbox, Simulink（部分高级功能可能需要）

文件说明

主程序文件整合了项目的核心功能，包括初始化图形用户界面、定义电机数学模型、实现闭环控制算法、执行动态仿真计算、实时绘制关键参数曲线以及计算和输出性能分析指标。它是用户与仿真系统交互的主要入口和控制中心。