基于MPTA+弱磁控制(直接计算法)+电流解耦器PMSM系统simulink实现
总体控制框图
: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/becaef933f954036b20b10e1f524711d.png)
其中控制算法的流程:
首先我们说一下电流极限圆和电压极限圆的概念及其公式:
1、电压极限圆
带入得到: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/5c45a7579e1e4a15a50523b7e32e3252.png)
2、电流极限圆
当电机处于稳定状态时,将电压约束方程和电流约束方程画在 id、iq 平面上,如图所示: 当考虑定子电阻的影响以后,在给定转速下,输出转矩的能力有所下降;在给定转矩下,能达到的最大转速也有所降低;因此在转速较高时,将电阻的影响忽略不计(上图就是不考虑定子电阻的影响)。
二、弱磁控制的三个区域
区域 1:PMSM 在该区域的转速小于转折速度,此区域由于还未进行弱 磁,输出为恒转矩,所以区域 1 也成为恒转矩运行区。为了充分利用电机的输出能力,在此区间常采用 MTPA 控制方式。 区域 2:该区域为一般弱磁区,PMSM 的转速大于转折速度,为什么此时 不再使用 MTPA 而要用特定的弱磁策略呢,如下图所示, 当电机的 idiq 特性处于 MTPA 曲线时,假设升速到 BC 所在的电压极限 圆,此时 B 点和 C 点的电磁转矩输出能力明显不同,C 点的电磁转矩输出能力明显大于 B 点的电磁转矩输出能力。如果还是按照 MTPA 曲线去给定 d 轴电流,就会导致电机的输出能力下降,所以需要使用 C 点的 idiq 特性。 定子电流分量按照下式求得: 可以得到 id 的运行轨迹为: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/898b40be45d94a708282922b059b61a9.png)
上图所示的关系式,是通过电压极限圆和电流极限圆的交点所得,电机的 定子电流轨迹沿着电流极限圆和电压极限圆的交点运行,且幅值始终保持为 Ilim 区域 3:区域 3 也成为深度弱磁区和弱磁 2 区,不是所有的电机都存在区 域 3,只有当 lim / f d L I 的时候才会存在,这个关系的不同可以反映在电压极限圆和电流极限圆的坐标系中。 所以可以看到弱磁的曲线也是不一样的。 电机在该区域运行时,定子电流分量 id 和 iq 可以按照下式求得: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/91b8a07158c34fcf89b641d7dc60d67f.png)
三、slimulink仿真控制
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3.1给定转速
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3.2转速环PI
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3.3控制算法(MPTA+弱磁)
其中内部结构为 其中MPTA内部为: 其中弱磁控制(flux-weaking)内部为: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/1e294544cf5842f8aa536785071bfa50.png)
3.4电流环PI
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3.5解耦电流控制器代码
function [ud_out,uq_out] = fcn(ud,uq,id,iq,we,pisa,Ld,Lq)
ud_out=ud-iq*we*Lq;
uq_out=uq+id*we*Ld+we*pisa;
end
3.5逆变器参数
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3.6三相电压电流测量模块
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3.7电机参数
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/373059793c584ce085fc2a0db9d642a6.png)
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3.8转速波形
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3.9转矩波形
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3.9点赞收藏!!谢谢
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