求的控制策略进行相关的条件给予模拟，以代替以往只能在实际硬件中进行调试实验的研究。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究历史及现状
我国从20世纪70年代开始跟踪开发交流伺服技术，主要研究力量集中在高等院校和科研单位，以军工、宇航卫星为主要应用方向。主要研究机构是北京机床所、西安微电机研究所、中科院沈阳自动化所等。80年代之后开始进入工业领域，直到2000年，国产伺服停留在小批量、高价格、应用面狭窄的状态，技术水平和可靠性难以满足工业需要。2000年之后，随着中国变成世界工厂，制造业的快速发展为交流伺服提供了越来越大的市场空间，国内几家单位开始推出自己品牌的交流伺服产品。目前国内主要的伺服品牌或厂家有森01(和利时电机)、华中数控、广数、南京埃斯顿、兰州电机厂等。其中华中数控、广数等主要集中在数控机床领域[2]。
1.2.2 国外研究现状及趋势
在国外上，现代交流伺服系统，经历了从模拟到数字化的转变，数字控制环已经无处不在，比如换相、电流、速度和位置控制；采用新型功率半导体器件、高性能DSP加FPGA、以及伺服专用模块。如贝加莱(B&R)-V业自动化公司推出的ACOPOSmulti驱动系统采用模块化的可扩展结构，每个轴模块可以提供1-2个伺服轴控制，并集成了一个24VDC的辅助电源模块，为驱动器、控制器和外围设备提供了一个到直流总线的链接，来获得开路、短路和过载保护。在国内，我们还没有看到有厂商进行类似的模块式设计，并在产品中融入机器安全概念。国外厂商伺服产品每5年就会换代，新的功率器件或模块每2-5年就会更新一次，新的软件算法则日新月异，总之产品生命周期越来越短。总结国内外伺服厂家的技术路线和产品路线，结合市场需求的变化，可以看到以下一些最新发展趋势：
1．高效率化：主要包括电机本身的高效率比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计，也包括驱动系统的高效率化，包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等。
2．直接驱动：由于消除了中间传递误差，从而实现了高速化和高定位精度。 3．高速、高精、高性能化：采用更高精度的编码器(每转百万脉冲级)，更高采样
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精度和数据位数、速度更快的DSP，无齿槽效应的高性能旋转电机，以及应用自适应、人工智能等各种现代控制策略，不断将伺服系统的指标提高。
4．通用化：通用型驱动器配置有大量的参数和丰富的菜单功能，便于用户在不改变硬件配置的条件下，方便地设置各种工作方式，适用于各种场合，可以驱动不同类型的电机，也可以适应不同的传感器类型甚至无位置传感器。可以使用电机本身配置的反馈构成半闭环控制系统，也可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度全闭环控制系统。
5．智能化：现代交流伺服驱动器都具备参数记忆、故障自诊断和分析功能，绝大多数进口驱动器都具备负载惯量测定和自动增益调整功能，有的可以自动辨识电机的参数，自动测定编码器零位，有些则能自动进行振动抑止。将电子齿轮、电子凸轮、同步跟踪、插补运动等控制功能和驱动结合在一起。
6．网络化和模块化：随着机器安全标准的不断发展，传统的故障诊断和保护技术已经落伍，最新的产品嵌入了预测性维护技术，使得人们可以通过Intemet及时了解重要技术参数的动态趋势，并采取预防性措施。比如：关注电流的升高，负载变化时评估尖峰电流，外壳或铁芯温度升高时监视温度传感器，以及对电流波形发生的任何畸变保持警惕[3]。
1.3 本文的主要内容
本文主要目的是通过 Matlab 中的sumlink环境中进行永磁同步电机调速系统的仿真调试，具体的内容如下：
第一章 绪论：通过各种资料了解本课题的研究背景及意义，分析国内外的研究现状及研究趋势。随着电力电子技术、微电子技术和现代电机控制理论的发展，永磁同步电机的应用越来越广泛，研究提升已有的系统的性能需要一个利于研究的平台，在这一点上国内外的差距在于我们国内的研究重视还不够。
第二章 永磁同步电机调速系统的结构和数学模型：分析建立了永磁同步电机的结构和数学模型的，具体的细分到PMSM在三种不同坐标系下的磁链和电压方程以及它们之间的坐标转换，并简单了解了PMSM的控制策略。
第三章 永磁同步电机矢量控制及空间矢量脉宽调制：主要讲解关于PMSM的核心空间矢量脉宽调制（SVPWM）的仿真模型的建立，要用的工具有MATLAB软件，了解SVPWM的概念以及建立SVPWM模块。
第四章 基于Matlab的永磁同步电机调速系统仿真模型的建立：讲述了PMSM
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仿真模块整体的建构以及仿真参数的调试及结果分析的一章，通过分块建构模型，最后集成整体模型的方式完成整体建构[4]。
第五章总结与展望：总结本文的主要研究内容，并对后续要做的进行展望。
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第二章永磁同步电机调速系统的结构和数学模型
2.1 引言
20世纪80年代，永磁材料特别是具有高磁能积、高强磁力、低廉价格的铷铁硼永磁材料的发展，使人们研制出了价格低廉、体积小巧、性能高的永磁同步电机[5]。永磁同步电动机转子通常使用永磁体，无电励磁电动机的转子发热和励磁损耗问题，运行的效率和功率因数都较高，因而此类永磁同步电机在数字驱动控制系统领域中逐渐成为了主流[5]。本章在简要介绍永磁同步电机结构和分类的基础上，分析推导出永磁同步电机相关的数学模型。
2.2 永磁同步电机调速系统的结构
永磁同步电机分为正弦波驱动电流的永磁同步电机和方波驱动电流的永磁同步电机。本文主要以三相正弦波驱动永磁同步电机作为研究对象。和普通同步电机一样，永磁同步电动机由定子，转子和端盖等部件组成。定子由定子铁心(由冲有槽孔的硅钢片受压而成)、定子绕组(在铁芯槽中嵌入三相电枢绕组)构成。定子和普通感应电动机基本相同，也是采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗。转子通常由轴、永久磁钢及磁滞组成，其主要作用是在电动机气隙内产生足够大的磁场强度，与通电后的定子绕组相互作用产生转矩以驱动自身的运转。转子铁心可以做成实心的，也可以用叠片叠压而成。图2-1为永磁同步电动机的结构示意图。转子上安装有永磁体，转子铁心上可以有电枢绕组。为了减少电动机的杂散损耗，定子绕组通常采用星形接法[6]。
定子转子转轴转子铁芯
图2-1永磁同步电机的结构
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根据转子极对数的不同，永磁同步电动机分为单极电动机和多极电动机两大类。目前制作转子的材料多采用高性能的永磁材料有：AINiCo(铝镍钻铁磁性合金材料)、Ferrites(铁氧体磁性材料)、RareEarth(稀土族磁性材料)、MnAIC(锰铝碳磁性材料)、Ceramic(陶瓷磁性材料)anNdFeB(铷铁硼合金磁性材料)等。目前我国的铷铁硼磁性材料特性水平达到世界的先进水平，因此开发和研制铷铁硼永磁同步电机及其控制系统具有得天独厚的有利条件。
对于无刷直流电机构成的运动控制系统，通常有着成本低廉、材料利用率高以及控制方式简单等优点。但由于无刷直流电机原理上存在固有缺陷，使得其转矩脉动较大，铁心附加损耗较大，因此只适用于一般精度及性能要求的场合；而交流永磁同步电机作为一种特殊的同步电动机，它能够克服无刷直流电机驱动系统的不足，具有优良的控制性能，在交流驱动系统中的应用更为广泛。目前，永磁同步电机已经成为高性能驱动系统的主体。
永磁同步电机从转子结构上大致可以分为两大类：表面式永磁同步电机SPMSM(Surface Permanent Manet Synchronous Motor)和内埋式永磁同步电机IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)。对采用稀土永磁的电机来说，由于永磁材料的相对回复磁导率接近于1，所以表面凸极式转子在电磁性能上属于隐极转子结构; 而表面插入式转子的相邻两永磁磁极间有着磁导率很大的铁磁材料，故在电磁性能上属于凸极转子结构。表面式永磁同步电机定子与转子之间磁路分布均匀，基本上与转子位置无关; 内埋式转子具有明显的磁极，定子与转子之间磁路是不均匀的，与转子的位置有关。表面式永磁同步电机结构上较简单，转子直径较小，从而降低转动惯量，它有较大的磁路气隙，若将永磁体直接粘在转轴上还可获得低电感，利于电机动态性能的改善。一般永磁同步电机多采用这种形式的转子结构。内埋式永磁同步电机是将永磁体装于转子铁芯内部，制造工艺较为复杂，但机械强度高，一般适于弱磁控制的高速运行场合[7]。
2.3 永磁同步电机调速系统的数学模型
下面我们将以三相正弦波电流驱动的永磁同步机(PMSM)为研究对象，分析永磁同步电机在ABC坐标系下的、永磁同步电机在??0坐标系下的及在dq0坐标系下的磁链和电压方程，并将分析三种坐标系下的坐标变换。
2.3.1 PMSM在ABC坐标系下的磁链和电压方程
本文所研究的对象为表面式PMSM，它与普通电励磁同步电机的定子一样有
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