異步電機現(xiàn)代控制系統(tǒng)cai軟件設(shè)計
陳 堅，金如麟
(上海交通大學(xué)，上海200030)
摘要：利用matlab及simulink等工具包，不但可以方便地對各種異步電機現(xiàn)代控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，而且可以設(shè)計出復(fù)雜的windows圖形界面以增加可視性�；谏鲜鲈�，本文討論用matlab設(shè)計異步電機現(xiàn)代控制系統(tǒng)ca1軟件，著重介紹幾個典型環(huán)節(jié)的建立，以幫助讀者更快掌握新穎的自動控制軟件mati。ab在電機控制領(lǐng)域的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：matlab異步電機i現(xiàn)代控制系統(tǒng)cai
中圖分類號：tm343 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號，1001-6848(2000)01-0026-03
1 引 言
利用計算機輔助教學(xué)能收到事半功倍的效果，但是關(guān)于電機控制的cai軟件極為少見，本文嘗試?yán)胢atlab設(shè)計電機控制cai軟件，簡述matlab的核心思想。
2 matlab語言及simulink
matlab[1]是集命令翻譯、科學(xué)計算于一身的一套交互式軟件。它提供了豐富可靠的矩陣運算、圖形繪制、數(shù)據(jù)處理、圖像處理、方便的windows編程等便利工具。simulink是matlab的一個仿真工具箱，主要用于動態(tài)系統(tǒng)的仿真。它是基于windows環(huán)境下的圖形程序，為用戶進(jìn)行系統(tǒng)分析提供了極大的方便。它支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)，為用戶提供了用方框圖進(jìn)行建模的圖形接口，在simulink環(huán)境中，利用鼠標(biāo)就能在模型窗口中，直觀地畫出系統(tǒng)的模型，直接進(jìn)行仿真。與傳統(tǒng)的仿真軟件包用微分方程和差分方程建模相比，具有更直觀、方便、靈活的優(yōu)點。它帶有多個子模型庫，每個子模型庫中包含有相應(yīng)的功能模塊，用戶可以利用這些功能模塊創(chuàng)建自己的模塊。由于matlab和simulink集成在一起，對于仿真過程中所要觀測的量，只需將其輸入到sinks中的示波器或顯示器上，可以隨時打開進(jìn)行觀測，從而可以及時發(fā)現(xiàn)問題并加以改進(jìn)。美國的cleve moler博士當(dāng)初研制matlab語言的時候是想為線性代數(shù)等課程提供一種方便的試驗手段，因此研制matlab的最初目的，就是用于輔助教學(xué)。本文設(shè)計的現(xiàn)代異步電機調(diào)速系統(tǒng)控制策略cai軟件利用matlab編寫控制語句、函數(shù)、交互式界面、文檔和輸出曲線．用simulink進(jìn)行仿真。
3軟件
3.1軟件主要結(jié)構(gòu)
設(shè)計的軟件主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。
3.2控制統(tǒng)典型環(huán)節(jié)
目前有很多的控制方案。一些典型環(huán)節(jié)在不同的方案中都要用到。為了構(gòu)成圖1中典型的控制系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)，就要開發(fā)一些典型環(huán)節(jié)。這些典型環(huán)節(jié)主要有電機模型、坐標(biāo)變換模型、轉(zhuǎn)子磁鏈模型、變頻器模型、定子磁鏈模型等。將各個典型環(huán)節(jié)放到simulink模塊圖中，讀者就可以利用它們方便地構(gòu)建所需的控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。
[創(chuàng)建新模型]：讀者可根據(jù)需要開發(fā)本文未涉及的模型或新的系統(tǒng)，從而使軟件有更廣泛的應(yīng)用價值。
[矢量變換控制]：已設(shè)計好利用矢量變換控制方法的幾種控制方案，供教學(xué)時直接使用。
[直接轉(zhuǎn)矩控制]：已設(shè)計好利用直接轉(zhuǎn)矩控制方法的幾種控制方案，供教學(xué)時直接使用。
[作圖]：根據(jù)讀者需要可以作定子電流、定子電壓、逆變器輸出電壓、輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、磁鏈波形，應(yīng)該特別指出在matlab環(huán)境下，繪圖變得非常簡單。
3. 2.1電機模型
所構(gòu)造的電動機模型見圖2，它的核心是一個matlab-s函數(shù)(acmotor．m)。函數(shù)用下述方法調(diào)用：
三相電壓通過三相一二相轉(zhuǎn)換模型轉(zhuǎn)換為uα和uβ、uγ和負(fù)載轉(zhuǎn)矩t．通過mux模塊合并為一個矢量，經(jīng)過acmotor．m函數(shù)得到一個矢量輸出，通過demux模塊分解出這幾個量，經(jīng)變換便可得到定子三相電流、轉(zhuǎn)子三相電流 |
