Tb?Ta?T1 Tc?Tb?T222
表5-2 导通时刻 1 2 3 4 扇区 Tcm1 Tb Ta Ta Tc 5 Tc 6 Tb Tcm2 Tcm3 Ta Tc Tc Tb Tb Tc Tb Ta Ta Tb Tc Ta 仿真模块如图5-7所示。
④ SVPWM模块的输出
利用三角载波和Tcm1、Tcm2、Tcm3的值进行调制即可得到SVPWM的输出序列。该模块如图5-8所示。
图5-7 计算导通时刻
图5-8 SVPWM的时序输出
5.1.3 永磁同步电机仿真 在MATLAB/SIMULINK环境下，根据前面的讨论，建立了基于SVPWM的PMSM矢量控制系统仿真模型，系统仿真框图如图5-9所示。
图5-9 永磁同步电机双闭环PI调速系统仿真模型
本课题采用的永磁同步电机的参数如图5-10所示。
图5-10 PMSM参数
为了验证所建仿真模型的正确性和有效性，对模型进行了仿真实验。给定转速为500rmin，脉冲频率为5kHZ,电流环参数kp?2.6，ki?10 。速度环参数kp?8，ki?1。在t?0s时，电机空载启动；在t?0.2s时，给电机突加负载，负载为2N?M。仿真时间为1s，仿真结果如下图所示。
图5-10 定子三相绕组电流波形
图5-11 电机转速波形
图5-12 电机转矩波形
由仿真波形可以看出：在n?500rmin的参考转速下，系统响应快速且平稳，相电流波形较为理想，起动阶段没有较大的转矩和相电流冲击，空载稳速运行时，忽略系统的摩擦转矩，因而此时的电磁转矩均值为零。在突改负载的实验中t?0.2s时突加负载，转速发生突降，但又能迅速恢复到平衡状态，稳态运行时无静差。仿真结果证明了本文所提出的 PMSM 控制系统仿真建模方法的有效性。
在分析永磁同步电机数学模型的基础上提出一种永磁同步电机控制系统仿真建模方法。在MATLAB环境下采用基于SVPWM的矢量控制与经典的速度、电流双闭环控制方法进行了建模与仿真，实验结果表明：波形符合理论分析，系统能平稳运行，具有较好的静、动态特性。采用该模型，只需对部分功能模块进行替换和修改，就可实现控制策略的改进或改变，通过改
变系统参变量或认为加入不同扰动因素来考察不同实验条件下电机系统的静、动态性能，为分析和设计永磁同步电机控制系统提供有效的手段和工具，也为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。 5.2 自适应模糊PI调速系统
本文在永磁同步电动机矢量PI控制调速系统的基础上，建立了永磁同步电机自适应模糊PI控制系统，系统采用速度环和电流环双闭环控制。电流环采用PI控制器，速环采用自适应模糊PI控制器。该控制系统具有模糊控制和PI控制的优点，依据模糊控制规则，自动调整PI参数，实现了模糊控制没有的积分控制效应和PI控制没有的微分控制效应，相当于变系数的PI控制器的功能特性，从而使系统的动态响应得到提高，并消除了系统的稳态误差，且有很好的鲁棒性。 5.2.1 控制器的设计
本课题采用了SIMULINK中的Fuzzy Logic Toolbox进行模糊控制器设计。该工具箱易于使用，拥有集成的仿真和代码功能以及独立运行的模糊 推理机，并且提供了图形化的设计界面，还支持模糊逻辑中的高级技术。
图5-13为实现模糊控制器的模糊推理系统图形编辑器：
图5-13 模糊推理系统图形编辑器
模糊控制器的输入e的隶属度函数曲线如图5-14所示。