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1、第32卷第02期計(jì)算機(jī)仿真2015年02月文章編號(hào)：1006—9348(2015)02—0261—04永磁同步電機(jī)的交流伺服控制系統(tǒng)仿真劉麗偉，張小杰，丁圓圓，樊冰劍(長春工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長春130012)摘要：在交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的參數(shù)決定系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，并且負(fù)載變動(dòng)、對象參數(shù)變動(dòng)對系統(tǒng)各環(huán)節(jié)都有很大影響，使實(shí)際電機(jī)控制中參數(shù)的調(diào)節(jié)比較困難。針對此問題，通過對永磁同步電機(jī)(PMSM)數(shù)學(xué)模型的分析，根據(jù)實(shí)際程序搭建了基于Matlab／Simulink仿真軟件的控制系統(tǒng)仿
2、真模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，上述模型在負(fù)載變動(dòng)和對象參數(shù)變動(dòng)時(shí)，具有較好的魯棒性和準(zhǔn)確性，為實(shí)際PWSM控制系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)節(jié)提供了很大的方便。關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)；參數(shù)調(diào)節(jié)；電流環(huán)；伺服控制中圖分類號(hào)：TP391．9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：BElectric——FlowModelingforPMSMandServoControlSystemSimulationLIULi—wei，ZHANGXiao—jie，DINGYuan—yuan，F(xiàn)ANBing—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引言現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)是一種復(fù)雜的非線性時(shí)變系統(tǒng)。應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)工具對交流伺服系統(tǒng)進(jìn)行研究的重要手段之一就是對交流伺服系統(tǒng)的建模與仿真。系統(tǒng)建模可以超越理想去模擬復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)物理系
6、統(tǒng)；而系統(tǒng)仿真則可以對照比較各種控制策略和方案，優(yōu)化系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)參數(shù)。如果能建立一種在控制算法、逆變器、電機(jī)模型和實(shí)驗(yàn)裝置一樣的仿真，就可以在仿真上進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)和分析。目前，對于永磁同步電機(jī)的仿真和建模都是在封裝好的Matlab／Simulink庫中直接調(diào)用的，跟實(shí)際的程序和算法有很大差異，因此仿真調(diào)節(jié)器的參數(shù)和實(shí)際調(diào)節(jié)器參數(shù)沒有任何的聯(lián)系。這樣的仿真對實(shí)際參數(shù)的調(diào)節(jié)意義不大。因此，本文通過對永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)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，對交流伺服系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，并將控制系統(tǒng)電流環(huán)模型和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)作一個(gè)對比，以驗(yàn)證仿真的正確性和證明該仿真對調(diào)節(jié)實(shí)際參數(shù)有很大幫助。2永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型永磁同步電機(jī)電子定子三相對稱繞組U、V、w，定子和轉(zhuǎn)子之間通過氣隙磁場耦合。定轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間各個(gè)量的電磁耦合關(guān)系復(fù)雜，給永磁同步電機(jī)的分析與控制帶來不便之處。為了簡化分析，假設(shè)忽略磁路飽和、磁滯和渦流的影響，各繞組軸線在空間上互差120度電角度，永磁體沒有阻尼作用，電機(jī)電勢正弦，在定，轉(zhuǎn)子參考坐標(biāo)系下，PWSM的模型如圖1．通過對永
8、磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型坐標(biāo)變換，可以得到在由坐標(biāo)系的磁鏈、電壓方程為J憶。乙屯+以(1)tq,g=Lqi。．—-——261·--——電圖1永磁同步電機(jī)的物理模型噶：麓㈤J壙”崦dia～V。(3)【u。=印。+‘魯+毗¨以t=爭。[I，bfi。+(乙一¨皤?！?4)t=咒+鼬。+_，警(5)3基于Matlab交流伺服系統(tǒng)仿真模型的建立3．1永磁同步電機(jī)的控制策略本文主要以L=o矢量控制策略和空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)為主。L=o是最常用
