两相磁链有电动机模型直接得到，其中转子磁链的幅值也直接有电动机模型直接得到，而转子磁链的角度根据间接得到。图矢量控制系统仿真模型图二〇年六月十四日星期二由图中可知为转速调节器，为转子磁链调节器，为定子电流励磁分量调节器，为定子电流转矩分量调节器，对转子磁链和转速而言，均表现为双闭环控制的系统结构，内环为电流恒定，外环为转子磁链或转速环。其中系统中的模块是计算同步转速的，其内部结构图如图所示。图同步转速计算结构图由图可知，结构共有个输入分别为转子转速，定子电流转矩分量，定子磁链，输出就是同步转速。其中里面的为转差频率。系统仿真中为了将实际中三相定子电流结果输出。设计中加入了将两相旋转坐标系下的和通过和逆变换的到实际的三相电流。其中和逆变换的星期二由图中可知为转速调节器，为转子磁链调节器，为定子电流励磁分量调节器，为定子电流转矩分量调节器，对转子磁链和转速而言，均表现为双闭环控制的系统结构，内环为电流恒定采用带有积分和输出限幅的调节器，两相磁链有电动机模型直接得到，其中转子磁链的幅值也直接有电动机模型直接得到，而转子磁链的角度根据间接得到。图矢量控制系统仿真模型图二〇年六月十四日系统结构仿真模型如图所示，其中用惯性环节等效代替，若采用实际的方法仿真，将大大增加仿真计算时间，对计算机的运行速度和内存容量要求较高，转速，转子磁链和两个电流调节器均压，其系统结构图如图所示。本次仿真系统设计也是采用的这种控制方法。图电流闭环控制后的系统结构图图定子电流励磁分量和转矩分量闭环控制的矢量控制系统结构图系统仿真系统设计本次调节器软件构成电流闭环控制，电流调节器的输出为定子电压给定值二〇年六月十四日星期二和，经过反旋转变换得到静止两相坐标系的定子电压和，再经过控制逆变器输出三相电施行变换，得到三相电流给定值。采用电流滞环控制型变频器，在三相定子坐标系中完成电流闭环控制。另个是将检测到得三相电流施行变换和旋转变换，达到坐标系中的电流和采用磁链环节为稳定的惯性环节，对转子可以采用闭环控制，也可以采用开环控制方式而转速通道存在积分环节，为不稳定结构，必须加转速外环。常用的电流闭环控制有两种方法个是将定子电流两个分量的给定置和图坐标系电机模型动态结构图矢量控制系统设计矢量控制系统的电流闭环控制方式思想图为电流闭环控制后的系统结构图，转子模型如图所示。状态变量。二〇年六月十四日星期二状态变量输入变量输出变量在坐标系下，由异步电机的基本公式可搭建其异步电动机变量可以任意选取两组，定子电流可以直接检测，应当选为状态变量，剩下的三组均不可直接检测或检测十分困难，考虑到磁链对电动机的运行很重要，可以在定子磁链和转子磁链中任选组。在此次设计中以为取五个状态变量。可选的状态变量共有九个，这九个变量分为五组转速定子电流和转子电流和定子磁链和转子磁链和。转速作为输出变量必须选取，其余的四组电压和磁链的旋转变换阵与电流旋转变换阵相同。建立坐标系下电机模型首先选取状态变量，旋转正交坐标系上的异步电动机具有四阶电压方程和阶运动方程，因此需要选静止两相正交坐标系到旋转正交坐标系的变换阵为对式进行逆变换可以得到两相静止到两相旋转的变换矩阵为中的磁动势矢量图如图所示。图静止两相正交坐标系和旋转正交坐标系中的磁动势矢量旋转正交变换为中的磁动势矢量图如图所示。图静止两相正交坐标系和旋转正交坐标系中的磁动势矢量旋转正交变换为静止两相正交坐标系到旋转正交坐标系的变换阵为对式进行逆变换可以得到两相静止到两相旋转的变换矩阵为电压和磁链的旋转变换阵与电流旋转变换阵相同。建立坐标系下电机模型首先选取状态变量，旋转正交坐标系上的异步电动机具有四阶电压方程和阶运动方程，因此需要选取五个状态变量。可选的状态变量共有九个，这九个变量分为五组转速定子电流和转子电流和定子磁链和转子磁链和。转速作为输出变量必须选取，其余的四组变量可以任意选取两组，定子电流可以直接检测，应当选为状态变量，剩下的三组均不可直接检测或检测十分困难，考虑到磁链对电动机的运行很重要，可以在定子磁链和转子磁链中任选组。在此次设计中以为状态变量。二〇年六月十四日星期二状态变量输入变量输出变量在坐标系下，由异步电机的基本公式可搭建其异步电动机模型如图所示。图坐标系电机模型动态结构图矢量控制系统设计矢量控制系统的电流闭环控制方式思想图为电流闭环控制后的系统结构图，转子磁链环节为稳定的惯性环节，对转子可以采用闭环控制，也可以采用开环控制方式而转速通道存在积分环节，为不稳定结构，必须加转速外环。常用的电流闭环控制有两种方法个是将定子电流两个分量的给定置和施行变换，得到三相电流给定值。采用电流滞环控制型变频器，在三相定子坐标系中完成电流闭环控制。另个是将检测到得三相电流施行变换和旋转变换，达到坐标系中的电流和采用调节器软件构成电流闭环控制，电流调节器的输出为定子电压给定值二〇年六月十四日星期二和，经过反旋转变换得到静止两相坐标系的定子电压和，再经过控制逆变器输出三相电压，其系统结构图如图所示。本次仿真系统设计也是采用的这种控制方法。图电流闭环控制后的系统结构图图定子电流励磁分量和转矩分量闭环控制的矢量控制系统结构图系统仿真系统设计本次系统结构仿真模型如图所示，其中用惯性环节等效代替，若采用实际的方法仿真，将大大增加仿真计算时间，对计算机的运行速度和内存容量要求较高，转速，转子磁链和两个电流调节器均采用带有积分和输出限幅的调节器，两相磁链有电动机模型直接得到，其中转子磁链的幅值也直接有电动机模型直接得到，而转子磁链的角度根据间接得到。图矢量控制系统仿真模型图二〇年六月十四日星期二由图中可知为转速调节器，为转子磁链调节器，为定子电流励磁分量调节器，为定子电流转矩分量调节器，对转子磁链和转速而言，均表现为双闭环控制的系统结构，内环为电流恒定，外环为转子磁链或转速环。其中系统中的模块是计算同步转速的，其内部结构图如图所示。图同步转速计算结构图由图可知，结构共有个输入分别为转子转速，定子电流转矩分量，定子磁链，输出就是同步转速。其中里面的为转差频率。系统仿真中为了将实际中三相定子电流结果输出。设计中加入了将两相旋转坐标系下的和通过和逆变换的到实际的三相电流。其中和逆变换的结构图如图和图所示。图变换结构图二〇年六月十四日星期二图变换结构图调节器设计本次仿真设计中的调节器都是采用调节器，其传递函数为电流调节器的比例系数电流调节器的超前时间常数。同时其传递函数也可写为其调节器的仿真结构图如图所示。而且此调节器是带了限幅的。根据的仿真图形，不断改进调节器和和。最终得到的各种调节如下。磁链调节器，其结构图如图所示。其中输出限幅值。其中磁链给定为。图调节器转速调节器，其结构图如图所示。其中，真图图转子转速仿真图转子磁链仿真结果转子磁链建立后，几乎为恒值，不随转矩变化，实现了转子磁链和电磁转矩的解耦控制。转子磁链在方向的分量如图所示，可见转子磁链在方向的分量为，所以转子磁链在方向的分量同图中转子磁链致。二〇年六月十四日星期二图磁链仿真图图磁链在方向的分量二〇年六月十四日星期二心得体会这次课设经过同组人的共同努力终于顺利完成了。这此课设题包括两个部分，电机模型部分和矢量控制部分。我主要负责矢量控制部分，包括调节器的设计，仿真模型框图设计。刚拿到这个课题的时候，完全不知道如何入手，后来我们重新学习了相关理论知识才慢慢有了思路。做课设的过程是个自我探索自我学习的过程，在此期间，我们不仅学到了专业的知识，也提升了自己的学习能力。这次课设收获很大，不仅深入了解了异步电动机矢量控制，也再次熟悉了这个常用软件。调配参数费了很多时间，总是得不到理想的仿真结果，其中需要自己学习很多东西，并在很短的时间内融会贯通，考验了自己的学习能力。我明白了坚持不懈的真正含义，是次难忘的课设。通过以上仿真过程可以看出，采用环境下的仿真工具，可以快速地完成个电动机控制系统的建模仿真，且无须编程，仿真直观方便灵活。异步电动机矢量控制仿真实验对于开发和研究交流传动系统有着十分重要的意义，并为系统从设计到实现提供了条捷径。二〇年六月十四日星期二参考文献陈伯时电力拖动自动控制系统第版机械工业出版社李德华电力拖动控制系统运动控制系统电子工业出版社裴润，宋申明自动控制原理上册哈尔滨工业大学出版社黄忠霖自动控制原理的实现国防工业出版社冯垛生，曾岳南无速度传感器矢量控制原理与实践二〇年六月十四日星期二