基于MATLAB/Simulink的异步电机矢量控制仿真系统

资 源 简 介

本项目在MATLAB/Simulink中搭建异步电机矢量控制（FOC）仿真模型，采用双闭环PI调节结构（转速环、d/q轴电流环），实现转子磁场定向的高精度控制，适用于电机驱动系统分析与算法验证。

详 情 说 明

基于双闭环PI调节器的异步电机矢量控制系统仿真

项目介绍

本项目采用MATLAB/Simulink搭建异步电机转子磁场定向矢量控制（FOC）仿真平台。系统采用转速外环和电流内环（d-q轴）的双闭环控制结构，通过三个PI调节器实现电机转速与转矩的精确解耦控制。结合坐标变换（Clark/Park变换及反变换）和SVPWM调制技术，将三相交流量转换为直流量进行控制，显著提升异步电机的动态响应性能与调速精度。

功能特性

• 转子磁场定向控制：实现励磁电流与转矩电流的完全解耦，模拟直流电机控制特性
• 多环路PI调节：转速外环PI、q轴转矩电流PI、d轴励磁电流PI调节器，均配备抗饱和处理
• 先进调制技术：采用SVPWM模块生成三相逆变器驱动信号，提高直流电压利用率
• 完整坐标变换：包含三相静止、两相静止与两相旋转坐标系间的正向与反向变换
• 综合性能分析：支持动态响应曲线展示、电流跟踪性能评估及控制系统指标计算

使用方法

1. 参数配置：在指定文件中设置电机额定参数（功率、电压、极对数等）与PI控制器参数
2. 运行仿真：执行主程序文件启动Simulink仿真模型
3. 输入设定：通过接口修改转速设定值（rpm）与负载转矩曲线（阶跃/斜坡信号）
4. 结果分析：查看生成的转速/转矩波形、dq轴电流跟踪图、三相电流频谱及性能指标报告

系统要求

• 软件平台：MATLAB R2018a或更高版本，需安装Simulink仿真环境
• 必要工具箱：Simscape Electrical（用于电机与电力电子元件建模）
• 硬件配置：至少4GB内存，支持浮点运算的处理器

文件说明

主程序文件完成了仿真模型的初始化工作，具体包括电机参数与PI控制器参数的全局配置、仿真时域与步长的设定、负载转矩输入信号的生成，并负责调用Simulink模型执行动态仿真计算。在仿真结束后，该程序自动进行数据采集与处理，输出关键的电机响应曲线和系统性能分析图表。