MATLAB Simulink下的矢量控制电机驱动系统建模与仿真

资 源 简 介

本项目通过MATLAB/Simulink构建了完整的电机矢量控制仿真模型，实现磁场定向控制（FOC），包含坐标变换、电流闭环和速度控制模块。适用于永磁同步电机和感应电机的驱动系统设计与性能分析。

详 情 说 明

基于矢量控制的电机驱动系统建模与仿真

项目介绍

本项目构建了一个详细的矢量控制生成模型，可用于电机驱动系统的仿真与分析。它实现了交流电机（如永磁同步电机或感应电机）的磁场定向控制（FOC），包括坐标变换、电流调节、速度/转矩控制等多个模块。该模型支持参数化配置，能够模拟不同工况下的动态响应，为电力电子系统设计、控制器参数优化以及性能评估提供参考依据。

功能特性

• 完整的矢量控制算法：实现了磁场定向控制的核心技术，包括Clark变换、Park变换及其逆变换。
• 双闭环控制结构：包含内环电流控制与外环速度控制，均采用PI调节器进行精确调节。
• 参数化仿真模型：支持灵活配置电机参数（如定子电阻、电感、磁链、极对数）和控制器参数（电流环与速度环PI参数）。
• 多种运行工况模拟：可设置参考转速、负载转矩及系统初始条件，模拟启动、加载、调速等动态过程。
• 丰富的输出结果：提供转速、转矩、电流波形等动态响应曲线，以及关键性能指标（稳态误差、超调量、响应时间）和控制信号（PWM波形、d-q轴分量）。
• 数据导出功能：仿真结果可保存为MAT文件，便于后续分析与处理。

使用方法

1. 参数设置：在相应脚本或模块中配置电机参数、控制器参数以及期望的运行工况。
2. 运行仿真：启动主仿真文件，系统将根据设定参数执行矢量控制算法的动态仿真。
3. 结果分析：仿真结束后，查看生成的动态响应曲线与性能指标，评估系统控制效果。输出的数据文件可供进一步深入分析。

系统要求

• 软件环境：MATLAB (推荐 R2016a 或更高版本) / Simulink
• 必要工具箱：通常需要 Simulink 基础环境，若涉及特定功能（如控制系统工具箱），需确保已安装。

文件说明

主程序文件作为整个仿真系统的入口与调度核心，涵盖了从系统初始化、参数载入、仿真执行到结果后处理的全流程。其主要功能包括定义电机与驱动系统的关键参数、构建矢量控制算法的完整仿真模型、协调各控制模块（如坐标变换单元与PI调节器）的运行、设置仿真时间与工况条件，并最终负责数据的可视化展示以及仿真结果的输出与保存。