恰飯一下：
已經(jīng)過(guò)了工作的年紀(jì)，在這里稍微出一下自己做的一套永磁同步電機(jī)的教程，
為了解決電機(jī)控制入門難的問(wèn)題，我將自己從一知半解到現(xiàn)在的學(xué)習(xí)記錄整理成十個(gè)部分學(xué)習(xí)教程，從基礎(chǔ)的矢量控制，到應(yīng)用性較強(qiáng)的MTPA、弱磁控制等，最后深入到無(wú)速度傳感器的控制，足夠大家從基礎(chǔ)到深入整個(gè)過(guò)程的學(xué)習(xí)。每個(gè)部分以精心制作的Simulink電機(jī)控制仿真模型為核心，配以輔助理解文檔方便大家進(jìn)行學(xué)習(xí)，盡可能詳細(xì)對(duì)過(guò)程中很小的但容易卡住的問(wèn)題進(jìn)行解釋。每個(gè)部分資料全都基于一個(gè)電機(jī)參數(shù)，是一個(gè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)教程 ，我有信心大家拿到這份教程，認(rèn)真學(xué)習(xí)，一定能夠走進(jìn)電機(jī)控制的大門，并且掌握它。 聯(lián)系方式在文章末尾，加好友就有福利哦~歡迎Q我
永磁同步電機(jī)矢量控制到無(wú)速度傳感器控制學(xué)習(xí)教程（PMSM）

1 電機(jī)模型的選擇及參數(shù)設(shè)置

電機(jī)總體控制框圖如下，我們按照這個(gè)框圖來(lái)一步一步的搭建。
1.1 型號(hào)設(shè)置
永磁同步電機(jī)的英文縮寫為PMSM，全稱 Permanent Magnet Synchronous Machine。在 library 內(nèi)搜索 Permanent 即可找到它。

• number of phase 電機(jī)相數(shù)
• Back EMF waveform 反電動(dòng)勢(shì)波形
• sinusoidal 正弦波
• Rotor type 轉(zhuǎn)子類型
• salient-pole 凸極

1.2 參數(shù)設(shè)置
在此仿真中沒(méi)用系統(tǒng)自帶的典型電壓模型，為了便于以后實(shí)驗(yàn)，用的是實(shí)驗(yàn)室已有電機(jī)的參數(shù)。

1.3 高級(jí)設(shè)置

注意這里的 Roto flux position when theta = 0 一定要選擇
Aligned with phase A axis 跟隨A相，因?yàn)楫?dāng)theta=0 時(shí)磁通不跟隨A相，會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的相位錯(cuò)位，導(dǎo)致PI調(diào)節(jié)器失效。
最全的模型設(shè)置請(qǐng)參考，英文的但是介紹的很詳細(xì)：
http://ww2.mathworks.cn/help/physmod/sps/powersys/ref/permanentmagnetsynchronousmachine.html#brlinhw-3

2 變換環(huán)節(jié)的設(shè)置

2.1 3/2 變換 和 2/2變換 functions的設(shè)置

function 內(nèi)數(shù)學(xué)變換程序： function [ia,ib] = fcn(Ia,Ib) ia=sqrt(2/3)*sqrt(3/2)*Ia; % 3/2變換 N3/N2 = 2/3 且 ia + ib + ic = 0 ib=sqrt(2/3)*(1/sqrt(2)*Ia+sqrt(2)*Ib); end function [id,iq] = fcn(ia,ib,theta) %#codegenid=ia*cos(theta)+ib*sin(theta); % 2/2變換iq=-ia*sin(theta)+ib*cos(theta); end

2.2 兩相旋轉(zhuǎn)變兩相靜止部分function設(shè)置

function Uref = fcn(uq,ud,iq,id,theta)ua_out=ud*cos(theta)-uq*sin(theta);ub_out=ud*sin(theta)+uq*cos(theta);Uref=[ua_out;ub_out];end

以上三個(gè)變換的程序編寫均以永磁同步電機(jī)矢量控制（二）——坐標(biāo)變換中所寫公式編寫。

3 PI模塊的搭建
PI模塊的搭建主要來(lái)源于其傳遞函數(shù)：


PI調(diào)節(jié)器的限幅值設(shè)置，請(qǐng)大家參考這篇文章。https://blog.csdn.net/sy243772901/article/details/105287993
3.1 具體PI 參數(shù)的計(jì)算

由電機(jī)參數(shù)
Rs = 0.415
Lq = 0.0054
Ld = 0.0045
J = 1
B = 0.0025
flux = 0.8767
P= 4
由 PI 參數(shù)整定文章內(nèi)公式計(jì)算出得

如圖所示將PI參數(shù)輸入到PI調(diào)節(jié)器中，上圖是我自己做的一個(gè)VB小程序，把計(jì)算公式寫在里面了，算是偷個(gè)懶。
12月22日補(bǔ)充：這張圖計(jì)算出來(lái)的轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)經(jīng)常需要手調(diào)，需要具體計(jì)算的請(qǐng)大家參考以下重新整理的轉(zhuǎn)速環(huán)PI參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程：https://blog.csdn.net/sy243772901/article/details/110246280

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1 空載輸出特性

轉(zhuǎn)速波形

穩(wěn)定性：系統(tǒng)無(wú)明顯的超調(diào)，在到達(dá)給定轉(zhuǎn)速后很快穩(wěn)定下來(lái)。穩(wěn)定性優(yōu)良。
準(zhǔn)確性：準(zhǔn)確跟隨速度給定。準(zhǔn)確性優(yōu)良。
快速性：由于電機(jī)較大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量達(dá)到了J=1，所以0.65s左右轉(zhuǎn)速升到800r/min,可見(jiàn)系統(tǒng)的快速性還是相當(dāng)不錯(cuò)的。

定子三相電流波形

三相定子電流呈現(xiàn)較好的正弦特性，在到達(dá)給定轉(zhuǎn)速后，迅速降低，到0-0.2附近波動(dòng)。

電機(jī)轉(zhuǎn)矩波形

電機(jī)轉(zhuǎn)矩波形穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)矩附近，在到達(dá)給定轉(zhuǎn)速后迅速降低，進(jìn)行維持穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的微調(diào)。

4.2 帶載輸出特性
4.2.1 帶20N負(fù)載輸出特性

轉(zhuǎn)速波形

基本無(wú)明顯速度降落。放大后速降在0.5很快就恢復(fù)到給定值。

三相定子電流波形

三相定子電流正弦特性完好，且在給定負(fù)載后反映迅速。

轉(zhuǎn)矩波形

轉(zhuǎn)矩波形穩(wěn)定，在到達(dá)給定后迅速降低，突加負(fù)載后迅速上升，性能優(yōu)良。

4.2.2 帶100N負(fù)載輸出特性

轉(zhuǎn)速波形

在突加負(fù)載100N后，速度有一個(gè)較小的降落后迅速的返回給定值，性能優(yōu)良。

三相定子電流波形

定子三相電流與20N負(fù)載一個(gè)明顯的區(qū)別，在突加負(fù)載后，定子電流先增大到額定電流大小，按照最大電流升速，再減小至100N轉(zhuǎn)矩所需要的電流大小，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，證明PI調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)定合理，既有良好的抗擾性能。

轉(zhuǎn)矩波形

同上，100N轉(zhuǎn)矩波形與20N轉(zhuǎn)矩波形的區(qū)別也在于，在突加負(fù)載后，轉(zhuǎn)矩先增大到最大轉(zhuǎn)矩，以最大的轉(zhuǎn)矩升速，再減小至維持給定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩大小。

小結(jié)：按照解小剛老師論文的闡述，以及陳伯時(shí)書籍上異步電動(dòng)機(jī)矢量控制的對(duì)照，對(duì)永磁同步電機(jī)，坐標(biāo)變換解耦以及PI參數(shù)設(shè)定，形成了整個(gè)仿真基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)效果較為良好，學(xué)到了很多永磁同步電機(jī)的知識(shí)。

個(gè)人感想：在仿真時(shí)候，內(nèi)心是跟隨那轉(zhuǎn)速波形一點(diǎn)一點(diǎn)波動(dòng)的。看到轉(zhuǎn)速一點(diǎn)點(diǎn)到達(dá)給定，看到轉(zhuǎn)速在突加負(fù)載時(shí)迅速返回給定，心中更是激動(dòng)不已。其中當(dāng)然有很多失敗的過(guò)程，比如電機(jī)模型內(nèi)跟隨A相相位設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致一下午換了多種電機(jī)模型換了多個(gè)PI參數(shù)，波形仍然不堪入目的時(shí)候，內(nèi)心也是比較失落的。不過(guò)似乎我比較熱愛(ài)我的專業(yè)，就算這樣仍然一直坐在實(shí)驗(yàn)室，繼續(xù)更換電機(jī)繼續(xù)更換參數(shù)，雖然很枯燥卻樂(lè)在其中。還有一點(diǎn)就是看論文確實(shí)很重要，作者的思想和提供的參考論文，都是我們專業(yè)最精華的知識(shí)，我們的大部分問(wèn)題都可以通過(guò)查論文來(lái)解決。通過(guò)看這些論文，我從側(cè)面體會(huì)到未來(lái)研究生的生活，就好想一個(gè)檢索機(jī)和一個(gè)記錄儀，一遍遍的在各大學(xué)者書籍中尋找自己需要的知識(shí)，然后記錄下來(lái)。這個(gè)檢索的過(guò)程是相當(dāng)兀雜的，想要記錄下來(lái)也需要耐心。但轉(zhuǎn)念一想，想到自己能在如果盛大的知識(shí)的海洋里遨游，尋找寶藏，這又是多么何樂(lè)而不為的美好。路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索，以此與各位互勉。

**最近太忙了都沒(méi)能看看博客，因此留下鏈接大家自取吧，里面有書籍有仿真波形也存好了，還有一些教程筆記。鏈接：https://pan.baidu.com/s/1US_qG8MMYKMglig0iPTwEQ
提取碼：8888

整理不易，希望大家?guī)兔c(diǎn)個(gè)贊呀，謝謝啦~^_

系列文章鏈接：

永磁同步電機(jī)矢量控制到無(wú)速度傳感器控制學(xué)習(xí)教程（PMSM）
永磁同步電機(jī)矢量控制（一）——數(shù)學(xué)模型
永磁同步電機(jī)矢量控制（二）——控制原理與坐標(biāo)變換推導(dǎo)
永磁同步電機(jī)矢量控制（三）——電流環(huán)轉(zhuǎn)速環(huán) PI 參數(shù)整定
永磁同步電機(jī)矢量控制（五）——波形記錄及其分析
永磁同步電機(jī)矢量控制（六）——MTPA最大轉(zhuǎn)矩電流比控制
永磁同步電機(jī)矢量控制（七）——基于id=0的矢量控制的動(dòng)態(tài)解耦策略
永磁同步電機(jī)矢量控制（八）——弱磁控制(超前角弱磁)
永磁同步電機(jī)矢量控制（九）——三閉環(huán)位置控制系統(tǒng)
永磁同步電機(jī)矢量控制（十）——PMSM最優(yōu)效率（最小損耗）控制策略

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的永磁同步电机矢量控制（四）——simulink仿真搭建的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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