MATLAB永磁同步电机矢量控制仿真(3)

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自二十世纪八十年代以来，随着低廉价格的钕铁硼(REFEB)永磁材料的出现，促使永磁同步电机得到了很大的发展。以德国和日本为首的世界各国掀起了一股研制和生产永磁同步电机及其伺服控制器的热潮，在数控机床和工业机器人等小功率应用场合，永磁同步电机伺服系统是主流的发展趋势。永磁同步电机的控制技术将越来越成熟和完善。同步电机以往的概念和应用范围己被当今的永磁同步电机大大的扩展。因此可以毫不夸张地说，永磁同步电机在从小到大，从一般控制驱动到高精度的伺服驱动，从人们日常生活到各种高精尖的科技领域作为最主要的驱动电机出现，而且前景会越来越明朗。

永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高、转动惯量低、转矩电流比高，易于散热及维护等优点，尤其是随着永磁材料价格的下降和材料的磁性能的提高以及新型的永磁材料的出现，在中小功率、高可靠性、高精度、宽调速范围的伺服控制系统中，永磁同步电动机赢得了众多研究与开发人员的青睐，其应用领域在逐步推广，特别是在航空航天、加工中心、数控机床、机器人等场合得到了广泛的应用。

虽然永磁同步电动机的控制技术得到了很大的发展，各种控制技术的应用也在日趋成熟，如SVPWM、DTC、SVM、DTC自适应方法等都在实际中得到了应用。但是，在实际应用中，各种控制策略都存在着一定的不足。如低速特性的不够理想，电机参数过分依赖等等。因此，对控制策略中存在的问题进行研究有着十分重大的意义。

1.1.2 永磁同步电机的发展

1.1.3 影响永磁同步电机发展的因素

1.2 永磁同步电机矢量控制仿真

1.2.1 矢量控制

1971年，西门子公司的提出矢量控制理论(Field Oriented Control，FOC)，使交流电机控制理论取得质的飞跃。矢量控制的核心思想是将电机的三相电流、电压、磁链经坐标变换转变成以转子磁链定向的两相参考坐标系中的量，参照直流电机的控制思想，来完成电机转矩的控制。矢量控制方法先是应用在感应电机上，但很快被移植到永磁同步电机上。事实上，在永磁同步电机上更容易实现矢量控制，因为永磁同步电机在矢量控制过程中没有感应电机中的转差频率电流，而且控制受参数(主要是转子参数)的影响也小。目前，矢量控制技术在永磁同步电机中得到了普遍地应用，其地位已经超过了它在异步电机中的地位。磁场定向矢量控制具有良好的转矩响应，精确的速度控制，零速时可实现全负载等优点。但是，矢量控制系统需要确定转子磁链，要进行坐标变换，运算量很大，且还要考虑电机转子参数变动的影响，这使得系统比较复杂，是矢量控制存在的不足之处。

矢量控制的基本原理是：在普通的三相交流电动机上模拟直流电机转矩的控制规律，磁场定向坐标通过矢量变换，将三相交流电动机的定子电流分解成励磁电流分量和转矩电流分量，使这两个分量相互垂直，彼此互不影响，然后分别调节，来获得像直流电动机一样良好的动态特性。所以矢量控制的关键在于对定子电流幅值和空间位置(频率和相位)的控制。矢量控制的目的是改善转矩控制性能，最终的是对，的控制。由于定子侧的物理量都是交流量，其空间矢量在空间在以同步转速旋转，因此调节、控制和计算都不方便。需借助复杂的坐标变换进行矢量控制，而且对电动机参数的依赖性很大，难以保证完全解耦，使控制效果不理想。文献综述