基于MATLAB的高频注入异步电机无传感器矢量控制仿真模型

资 源 简 介

本项目实现高频电压注入式异步电机矢量控制Simulink仿真，通过提取转子高频响应信号估算转速与位置，完成无传感器FOC控制。模型包含信号注入、响应处理和磁场定向模块。

详 情 说 明

高频注入异步电机矢量控制仿真平台

项目介绍

本项目构建了一个基于高频电压信号注入的异步电机（感应电机）无传感器矢量控制MATLAB/Simulink仿真模型。核心创新在于采用高频正弦电压注入法，通过在基波电压上叠加高频信号，并利用特定的信号解调技术提取转子位置和速度信息，实现无需物理传感器的磁场定向控制（FOC）。该平台特别针对低速乃至零速工况进行优化，有效克服了传统反电动势观测法在低速区域估计性能下降的瓶颈，为无传感器控制策略的研究与验证提供了高效、可靠的工具。

功能特性

• 先进的无传感器控制：采用高频信号注入与同步轴系解调技术，实现转子位置和速度的高精度估计。
• 全面的仿真模型：集成高频信号注入模块、信号解调单元、自适应转子磁链观测器、速度/位置估计器以及SVPWM逆变器驱动等完整系统。
• 深入的性能分析：可输出电机动态响应（转速、转矩、电流）、估计误差分析、磁链轨迹、解调信号波形等多种关键指标，用于评估系统性能。
• 灵活的参数配置：支持用户自定义电机参数、高频信号属性、运行指令及控制器参数，便于研究不同参数对系统性能的影响。
• 可靠的算法验证：专门验证高频注入方法在低速和零速区域的优越性能，以及系统的稳定性和抗负载扰动能力。

使用方法

1. 参数设置：打开项目主脚本文件，根据实际研究的电机型号和控制目标，修改电机本体参数（如额定功率、电阻、电感）、高频注入信号参数（频率、幅值）以及各类控制器（如PI调节器）的增益值。
2. 运行仿真：执行主脚本文件，该文件将自动完成参数初始化并启动Simulink仿真模型。用户可在仿真运行前，在Simulink模型中设定目标转速曲线和负载转矩变化规律。
3. 结果分析：仿真结束后，系统会自动绘制并展示各项输出结果，包括动态响应曲线和估计误差分析图等。用户可根据这些波形和数据评估控制策略的有效性，并进行深入分析。

系统要求

• 操作系统：Windows 10 或更高版本，Linux 或 macOS。
• 软件环境：MATLAB R2021a 或更高版本，必须安装 Simulink 和 Simscape Electrical（原名SimPowerSystems）工具箱。
• 硬件建议：至少需要4GB内存，推荐8GB或以上以确保流畅仿真。复杂的仿真场景可能需要更强的计算能力。

文件说明

主脚本文件承担了仿真的核心配置与启动工作。其主要功能包括：定义异步电机的基本电气与机械参数；设定高频电压注入信号的各项特征，如频率与幅值；配置矢量控制系统中关键PI调节器的控制参数；对仿真环境的运行时长、求解器等选项进行初始化设置；并最终负责调用和运行主要的Simulink仿真模型，从而完成整个控制系统的仿真流程。