MATLAB实现的感应电机直接转矩控制建模与仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB构建了感应电机的数学模型，涵盖电磁与机械运动方程，并实现了直接转矩控制（DTC）算法，能够快速调节转矩与磁链。通过仿真分析了不同负载下电机的动态响应特性，重点探究滞环宽度对系统性能的影响。

详 情 说 明

感应电机直接转矩控制系统建模与仿真分析

项目介绍

本项目构建了一套完整的感应电机直接转矩控制（DTC）系统仿真平台。核心工作包括建立感应电机的动态数学模型，并实现基于滞环比较器的直接转矩控制算法。该仿真系统能够模拟电机在不同运行工况下的动态特性，为控制策略的验证与性能优化提供分析工具。

功能特性

• 电机动态建模：准确构建感应电机的电磁方程与机械运动方程。
• DTC算法实现：采用滞环控制策略，实现对电机转矩和 stator 磁链的快速、解耦控制。
• 工况模拟：支持自定义负载转矩变化曲线，模拟突加、突卸负载等动态过程。
• 性能分析：可系统性地分析滞环控制器带宽对系统动态响应、开关频率、谐波失真等关键性能指标的影响。
• 结果可视化：提供转矩、转速、磁链等关键参数的动态波形、磁链轨迹、电流频谱等多种可视化分析结果。

使用方法

1. 参数配置：在脚本中设置电机额定参数、等效电路参数以及控制参数（如参考磁链、参考转矩、滞环宽度等）。
2. 定义工况：设定仿真总时长与步长，并规划负载转矩的变化规律。
3. 运行仿真：执行主脚本，系统将进行数学求解与动态仿真。
4. 结果分析：仿真结束后，自动生成并显示各项动态响应曲线与性能分析图表，便于评估控制系统性能。

系统要求

• 操作系统：Windows, macOS 或 Linux
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本
• 必要工具包：MATLAB 基础环境（无特殊工具箱强制要求，但Signal Processing Toolbox可增强频谱分析功能）

文件说明

主程序文件整合了仿真流程的全部核心功能。其主要作用包括：初始化电机及控制系统参数，构建系统数学模型，执行基于离散时间步进的系统状态求解循环，在该循环内实时计算电机电磁转矩与磁链，通过滞环比较器确定逆变器的最佳开关状态以跟踪给定指令，同时记录各物理量的动态变化过程。仿真结束后，该文件还负责调用绘图与分析模块，自动生成并展示所有预设的性能指标结果与波形图。