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目录

1.课题概述

2.系统仿真结果

3.核心程序或模型

4.系统原理简介

参考值生成

电流闭环控制

PWM调制与逆变器驱动

5.完整工程文件

1.课题概述

矢量控制(Vector Control)又称磁场定向控制(Field-Oriented Control, FOC)，通过坐标变换将感应电动机的定子电流解耦为励磁分量和转矩分量，实现了对磁场和转矩的独立控制，其控制性能可媲美直流电动机。

2.系统仿真结果

3.核心程序或模型

版本：Matlab2024b

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4.系统原理简介

直流电动机的电枢磁场与励磁磁场在空间上垂直正交，转矩由电枢电流和励磁磁通的乘积决定，且两个磁场相互独立，因此转矩控制具有天然的线性解耦特性。感应电动机的定子绕组和转子绕组为交流绕组，定子电流产生的旋转磁场与转子电流产生的旋转磁场虽以同步转速旋转，但定子电流同时承担励磁和驱动两个功能，磁场与转矩强耦合，无法直接独立调节。

矢量控制的核心思想是“模拟直流电动机的解耦特性”，通过以下两个关键步骤实现解耦：

坐标变换：将三相定子电流从静止的ABC坐标系转换到与转子磁场同步旋转的dq坐标系(d轴为转子磁链方向，q轴超前d轴90°电角度)。

磁场定向：通过控制dq坐标系下的定子电流分量，使d轴分量isd仅负责产生转子磁链ψr, q轴分量isq仅负责产生电磁转矩Te，从而实现磁场与转矩的完全解耦。

矢量控制系统采用双闭环结构：内环为电流闭环(磁链电流环+转矩电流环)，外环为速度闭环(或位置闭环)，通过PI控制器实现无静差调节。

参考值生成

电流闭环控制

将电流参考值isd∗,isq∗与坐标变换得到的实际电流isd,isq分别作差，输入各自的电流PI控制器，输出dq坐标系下的定子电压参考值usd∗,usq∗。

PWM调制与逆变器驱动

常用的PWM调制算法为正弦脉宽调制(SPWM)或空间矢量脉宽调制(SVPWM)，其中SVPWM具有电压利用率高、谐波含量低的优势，是矢量控制的首选调制方式。

SVPWM的基本原理是：将三相电压参考值转换为电压空间矢量Us，通过基本电压矢量的组合，使合成矢量的轨迹逼近圆形旋转磁场。

其实现步骤包括：

计算电压空间矢量的扇区；

计算基本矢量的作用时间；

生成六路PWM信号。

5.完整工程文件

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