永磁同步电机的交流伺服控制系统仿真.pdf

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1、第32卷第02期计算机仿真2015年02月文章编号：1006—9348(2015)02—0261—04永磁同步电机的交流伺服控制系统仿真刘丽伟，张小杰，丁圆圆，樊冰剑(长春工业大学计算机科学与工程学院，吉林长春130012)摘要：在交流伺服电机控制系统中，系统调节器的参数决定系统的动态性能，并且负载变动、对象参数变动对系统各环节都有很大影响，使实际电机控制中参数的调节比较困难。针对此问题，通过对永磁同步电机(PMSM)数学模型的分析，根据实际程序搭建了基于Matlab／Simulink仿真软件的控制系统仿

2、真模型。实验结果表明，上述模型在负载变动和对象参数变动时，具有较好的鲁棒性和准确性，为实际PWSM控制系统的参数调节提供了很大的方便。关键词：永磁同步电机；参数调节；电流环；伺服控制中图分类号：TP391．9文献标识码：BElectric——FlowModelingforPMSMandServoControlSystemSimulationLIULi—wei，ZHANGXiao—jie，DINGYuan—yuan，FANBing—jian(ConegeofComputerScienceandEnginee

3、ring，ChangehunUniversityofTechnology，ChangchunJilin130012，China)ABSTRACT：IntheACservomotorcontrolsystem，dynamicpropertiesareaffectedbytheparameterofthesystemregulator，andthechangesofloadandparameterhavegreatinfluenceonallaspectsofsystem，SO，itisdifficultto

4、adjusttheparametersinactualmotorcontr01．Tosolvethisproblem，thepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)mathematicalmodelisanalyzed，andacontrolsystemsimulationmodelisbuiltbasedontheactualprogramwithMatlab／Simulinksimulationsoftware．Simulationresultsshowthatthe

5、modelchangeswhentheloadandobjectparameterchange，andithasgoodrobustnessandaccuracy．KEYWORDS：Permanentmagnetsynchronousmotor；Parameteradjustment；Currentloop；Servocontrol1引言现代交流伺服系统是一种复杂的非线性时变系统。应用现代科学工具对交流伺服系统进行研究的重要手段之一就是对交流伺服系统的建模与仿真。系统建模可以超越理想去模拟复杂的现实物理系

6、统；而系统仿真则可以对照比较各种控制策略和方案，优化系统的控制结构和系统参数。如果能建立一种在控制算法、逆变器、电机模型和实验装置一样的仿真，就可以在仿真上进行参数调节和分析。目前，对于永磁同步电机的仿真和建模都是在封装好的Matlab／Simulink库中直接调用的，跟实际的程序和算法有很大差异，因此仿真调节器的参数和实际调节器参数没有任何的联系。这样的仿真对实际参数的调节意义不大。因此，本文通过对永磁同步电机数学模型的分析，基于收稿日期：2014—05—21修回日期：2014—06—09TMS320F

7、28335的控制程序，对交流伺服系统进行建模和仿真，并将控制系统电流环模型和实验系统作一个对比，以验证仿真的正确性和证明该仿真对调节实际参数有很大帮助。2永磁同步电机的数学模型永磁同步电机电子定子三相对称绕组U、V、w，定子和转子之间通过气隙磁场耦合。定转子与转子之间各个量的电磁耦合关系复杂，给永磁同步电机的分析与控制带来不便之处。为了简化分析，假设忽略磁路饱和、磁滞和涡流的影响，各绕组轴线在空间上互差120度电角度，永磁体没有阻尼作用，电机电势正弦，在定，转子参考坐标系下，PWSM的模型如图1．通过对永

8、磁同步电机的数学模型坐标变换，可以得到在由坐标系的磁链、电压方程为J忆。乙屯+以(1)tq,g=Lqi。．—-——261·--——电图1永磁同步电机的物理模型噶：麓㈤J圹”崦dia～V。(3)【u。=印。+‘鲁+毗¨以t=争。[I，bfi。+(乙一¨皤。】(4)t=咒+鼬。+_，警(5)3基于Matlab交流伺服系统仿真模型的建立3．1永磁同步电机的控制策略本文主要以L=o矢量控制策略和空间电压矢量调制技术为主。L=o是最常用