永磁同步电机的矢量控制策略（十五）一一一Ansys Simplorer和Matlab/Simulink联合仿真

12.永磁同步电机的矢量控制策略（十五）

需要注意的几点

针对一整套控制系统而言，除被控对象外是控制系统，而被控对象有些设计是无可描述又或者是无法通过数学模型进行精确表示的。比如针对新型结构的电机设计而言，其控制策略的运用可以运用Ansys Simplorer和Matlab/Simulink联合仿真来实现。

然而有两种实现的方法，一种是直接Ansys19.0版本与Matlab/Simulink直接联合仿真，无需借助于中间软件Simplorer搭建驱动控制电路，大大提高的运行效率。另外一种就是Ansys Simplorer和Matlab/Simulink联合仿真，需要三种软件同时运行，需要注意的是在Ansys里面点击运行，而且运行时间与步长需要设置一致，否则报错。

实例运用的介绍

以下是基于表贴式的永磁同步电机的实例运用介绍。
1.基本的数学模型与控制策略
表贴式的永磁同步电机的基本数学模型，在这：https://blog.csdn.net/qq_42249050/article/details/106584789
基本的控制框架：其中所采取双闭环矢量控制id*=0，三个控制器都采用PI控制器（一个转速控制器，两个电流控制器），如图1所示。

图1 表贴式永磁同步电机的矢量控制框架

2.所采用的PWM控制算法
空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术具有算法简单、数字化控制容易实现、直流电压利用率高等优点。SVPWM技术利用逆变器不同的开关模式产生的磁通去逼近三相对称正弦电压供电时产生的理想圆形磁链轨迹，从而达到较高的控制性能。目前，SVPWM技术广泛用于永磁同步电机控制中。本探索采用SVPWM调制，SVPWM算法的实现主要由以下关键步骤：（1）判断电压矢量所在的扇区；（2）计算不同矢量的工作时间；（3）计算6个开关管的开关时间。具体原理及过程略。

3.永磁同步电机控制系统的Simulink仿真

一般控制系统采用Simulink的仿真比较多，本研究也是检验Simplorer计算的一个手段。由于本研究主要是针对基于Simplorer软件平台，所以控制方面仅仅是满足功能即可。针对某电机搭建Simulink模型，SVPWM等过程采用逻辑运算。图2-5是Simulink框图及电流转矩转速曲线。

图2 矢量控制的Simulink框图

图3 电流的输出波形

图4转矩的输出波形

图5转速的输出波形

4.永磁同步电机控制系统的Simplorer仿真

图6 电机的maxwell模型

其中图6 电机模型是直接将maxwell模型导入在Simplorer平台上，并设置相应的输入/输出，如输入三相驱动电流输入，一个接地端（交流地），负载输入端；输出可根据自己所需进行设计，本研究需要的电流输出（也可以通过测量得到）、转速输出（角速度）、转矩输出等。

图7 Simplorer平台上的驱动控制电路

图8 联合仿真的电流输出波形

图9 联合仿真的最终框架图

详细视频的链接

博主在学习这个Ansys Simplorer和Matlab/Simulink联合仿真实例上所参考的视频链接在这，其中当时是想着可以借鉴师兄新设计的电机模型，然后运用自己所掌握的矢量控制来进行仿真研究，从而可以达到一种控制策略新电机应用的新研究，最后写成一篇小论文进行投稿。

Ansys Simplorer和Matlab Simulink联合仿真永磁同步电机矢量控制