simulink帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速磁鏈閉環(huán)控制的矢量控制

1、帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)得轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)控制得矢量控制 1矢量控制系統(tǒng)得設(shè)計(jì)以典型I型系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)為了將系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)表示 成典型I型系統(tǒng)得形式，磁鏈調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)為一個(gè)PI調(diào)節(jié)器 與一個(gè)慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)，即其中、待定。于就是磁鏈閉環(huán)得開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為O當(dāng)取二時(shí)，整理可得=K 計(jì)=兀一77 + 1 7；+17(7 + 1)心 +丄) Ta(7),顯然這就是典型I型系統(tǒng)得開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)形式。為了便 于仿真，假設(shè)電機(jī)參數(shù)如下：定子互感與轉(zhuǎn)子互感:L_m二3 4.7 e -3定子電阻:R_ s =0. 087轉(zhuǎn)子電阻:R_r=0. 228定子漏感與轉(zhuǎn)子漏感:Llr二L_ls=0、8e3極對(duì)數(shù)：n p = 2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:J二1。

2、662轉(zhuǎn)子磁鏈：Ps i r=l代入上述數(shù)值到G(s)可得o易知該I型系統(tǒng)得阻尼比與振蕩頻率有如下關(guān) 系：(8)、若今要求磁鏈調(diào)節(jié)曲線超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間。根據(jù)自動(dòng)控制理論，一旦超調(diào)量與調(diào)整時(shí)間確定了，典型I型 系統(tǒng)得特征參數(shù)與可由確定，于就是可解得二0、69 0 1、二62、64 8 3,再將與代 入(8)式解得、=0。0 116, =2 02. 7 7, =0 231650Bode Diagram50system: GFrequency (rad/scc): 44.1Magnitude (dB)： -0 751s31&Sesss-18010-10*10iO?，10Frequency gdg)圖

3、5轉(zhuǎn)子磁鏈得開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)波特圖2矢量控制系統(tǒng)得仿真在MATLAB下作系統(tǒng)仿真模型，如圖6所示、M8TreDemme圖6 MATLAB下作系統(tǒng)仿真模型各個(gè)子模塊得仿真模型如圖7-12所示:圖7電流滯環(huán)脈沖發(fā)生圖8按轉(zhuǎn)子磁鏈定向得轉(zhuǎn)子磁鏈電流模型圖9磁鏈調(diào)節(jié)器得模型G1圖10轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器得模型仿真結(jié)果如圖1 32 3:doo圖13 A相電流波形圖14 i Sq圖形圖15 iSd圖形圖16轉(zhuǎn)速輸出圖形EOia/AeoIII2020-40EOEOeo，002倏 zhuan huan ia tuIlHI0.10.20.3040.50.607D.8D.91圖17經(jīng)2r/3s變換得三相電流給定波形zhuan

4、su tiao jie qi shu chu1III-J1 1 170fO403020100Vs圖1 8轉(zhuǎn)速調(diào)解器輸出1/S圖19轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器輸出10-D.6-0.8-1-D.2圖21定子磁鏈軌跡圖22轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速曲線140兀II|iiiiii 00.10.20.30.40.50.60.70 80.91t/s圖23電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩下面對(duì)本例做出簡(jiǎn)單得分析與說(shuō)明:帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)得轉(zhuǎn)速,磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)得主電路采 用電流滯環(huán)控制型逆變器。在控制電路中，在轉(zhuǎn)速環(huán)后增加 了轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器AS R得輸出就是轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器ATR 得給定Te*,而轉(zhuǎn)矩得反饋信號(hào)T e，則通過(guò)矢量控制方程計(jì) 算得到。電路中得磁鏈

5、調(diào)節(jié)器ApsiR用于對(duì)電動(dòng)機(jī)得定子 磁鏈得控制，并設(shè)置了電流變換與磁鏈觀測(cè)環(huán)節(jié),ATR與 ApsiR得輸出分別就是定子電流得轉(zhuǎn)矩分量i 與勵(lì)磁分 量i*sm。i *st ,i*sm經(jīng)過(guò)2f / 3s變換后得到三相定子電 流得給定值i*sA,i *sB,i*sc.,并通過(guò)電流滯環(huán)控制PWM逆變 器控制電動(dòng)機(jī)定子得三相電流。帶磁鏈與轉(zhuǎn)矩閉環(huán)得矢量控制系統(tǒng)仿真模型如圖6所 示。期中直流電源DC,逆變器inverte r，電動(dòng)機(jī)mot o r與電 動(dòng)機(jī)測(cè)量模塊組成了模型得主電路，逆變器得驅(qū)動(dòng)信號(hào)由滯環(huán)脈沖發(fā)生器模塊產(chǎn)生。三個(gè)調(diào)節(jié)器ASR,ATR與A psiR 均就是帶輸出限幅得PI調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)自磁鏈觀測(cè)

6、采用二相同 步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上得磁鏈模型，函數(shù)模塊Fen用于對(duì)轉(zhuǎn)矩得計(jì) 算,dq 0 t o-abc模塊用于2r/3s得坐標(biāo)變換。調(diào)節(jié)器得參 數(shù)見(jiàn)附錄，模型得仿真算法為o de23tb.在給定轉(zhuǎn)速為14 0 Or / min,空載起動(dòng)，在0、6 s就是 加載60Nm,系統(tǒng)得仿真結(jié)果如前圖所示。在波形中可以 瞧到，在矢量控制下,轉(zhuǎn)速上升平穩(wěn)，加載后稍有下降但隨即 恢復(fù)，在0、35s達(dá)到給定轉(zhuǎn)速時(shí)與0. 6 s加載時(shí)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)器 與電流，轉(zhuǎn)矩都有相應(yīng)得響應(yīng)、由于ATR與Ap s i R都就 是帶限幅得PI調(diào)節(jié)器，在起動(dòng)中倆個(gè)調(diào)節(jié)器都處于飽與限幅 狀態(tài)，因此定子電流得轉(zhuǎn)矩與勵(lì)磁分量都保持不變，定子得給 定值i *sA,i * s B,i *sC也不變，所以在起動(dòng)得過(guò)程中，定子電流 基木保持不變實(shí)現(xiàn)了恒電流起動(dòng)、由圖可以瞧出，在起動(dòng)階段，磁場(chǎng)得建立過(guò)程比較平滑, 磁鏈呈螺旋形增加,同時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不斷上升;而不帶磁鏈調(diào) 節(jié)器時(shí)，起動(dòng)初期磁鏈軌跡波動(dòng)較大，也引起了轉(zhuǎn)矩得大幅度 波動(dòng)、從轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速曲線也可以瞧到,帶磁鏈調(diào)節(jié)器得系統(tǒng) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大、附錄仿真參數(shù)一覽表：電動(dòng)機(jī)選擇：38OV、50IIz.兩對(duì)磁極逆變器電源為51 0 V定子繞組自感轉(zhuǎn)子繞組自感漏磁系數(shù) 轉(zhuǎn)子