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第1部分 基础篇3

第1章 三相永磁同步电机的数学建模3

1.1 三相PMSM的基本数学模型3

1.2 三相PMSM的坐标变换5

1.2.1 Clark变换与仿真建模5

1.2.2 Park变换与仿真建模7

1.2.3 两种常用坐标系之间的关系9

1.3 同步旋转坐标系下的数学建模10

1.3.1 数学建模10

1.3.2 仿真建模12

1.4 静止坐标系下的数学建模22

1.4.1 数学建模22

1.4.2 仿真建模24

参考文献25

第2章 三相电压源逆变器PWM技术27

2.1 三相电量的空间矢量表示27

2.2 SVPWM算法的合成原理31

2.2.1 基于软件模式的合成33

2.2.2 基于硬件模式的合成34

2.3 SVPWM算法的实现36

2.3.1 参考电压矢量的扇区判断36

2.3.2 非零矢量和零矢量作用时间的计算37

2.3.3 扇区矢量切换点的确定38

2.4 SVPWM算法的建模与仿真39

2.4.1 基于Simulink的仿真建模39

2.4.2 基于s函数的仿真建模43

2.4.3 基于SVPWM模块的仿真建模51

2.5 SPWM算法的实现56

2.5.1 常规SPWM算法的实现56

2.5.2 基于三次谐波注入的SPWM算法的实现59

2.5.3 基于零序分量注入的SPWM算法的实现62

参考文献65

第3章 三相永磁同步电机的矢量控制66

3.1 PMSM的滞环电流控制66

3.1.1 滞环电流控制的基本原理66

3.1.2 仿真建模与结果分析67

3.2 PMSM的PI电流控制70

3.2.1 转速环PI调节器的参数整定70

3.2.2 电流环PI调节器的参数整定72

3.3 基于PI调节器的PMSM矢量控制75

3.3.1 仿真建模75

3.3.2 仿真结果分析79

3.4 基于滑模速度控制器的PMSM矢量控制80

3.4.1 滑模控制的基本原理80

3.4.2 滑模速度控制器的设计82

3.4.3 仿真建模与结果分析83

3.5 静止坐标系下的PMSM矢量控制86

3.5.1 比例谐振控制的基本原理86

3.5.2 基于比例谐振控制的矢量控制器设计90

3.5.3 仿真建模与结果分析91

参考文献94

第4章 三相永磁同步电机的直接转矩控制95

4.1 PMSM直接转矩控制原理95

4.1.1 三相电压源逆变器的工作原理97

4.1.2 磁链和转矩控制原理98

4.1.3 直接转矩控制开关表的选择99

4.2 传统直接转矩控制MATLAB仿真100

4.2.1 仿真建模100

4.2.2 仿真结果分析105

4.3 基于滑模控制的直接转矩控制106

4.3.1 PMSM的矢量数学模型107

4.3.2 基于滑模控制的直接转矩控制器设计107

4.4 基于滑模控制的直接转矩控制的MATLAB仿真109

4.4.1 仿真建模109

4.4.2 仿真结果分析111

参考文献113

第2部分 进阶篇117

第5章 基于基波数学模型的三相永磁同步电机无传感器控制117

5.1 传统滑模观测器算法117

5.1.1 传统滑模观测器设计117

5.1.2 基于反正切函数的转子位置估计119

5.1.3 基于锁相环的转子位置估计120

5.1.4 基于反正切函数的仿真建模与结果分析122

5.1.5 基于锁相环的仿真建模与结果分析122

5.2 自适应滑模观测器算法132

5.2.1 自适应滑模观测器设计132

5.2.2 仿真建模与结果分析134

5.3 同步旋转坐标系下滑模观测器算法138

5.3.1 滑模观测器设计138

5.3.2 基于锁相环的转子位置估计140

5.3.3 仿真建模与结果分析142

5.4 模型参考自适应系统147

5.4.1 参考模型与可调模型的确定148

5.4.2 参考自适应律的确定149

5.4.3 仿真建模与结果分析151

5.5 扩展卡尔曼滤波器算法151

5.5.1 PMSM的数学建模155

5.5.2 扩展卡尔曼滤波器的状态估计157

5.5.3 仿真建模与结果分析158

参考文献164

第6章 基于高频信号注入的三相永磁同步电机无传感器控制166

6.1 高频激励下的三相PMSM数学模型166

6.2 高频载波信号的选择167

6.3 旋转高频电压信号注入法168

6.3.1 旋转高频电压激励下三相PMSM的电流响应168

6.3.2 凸极跟踪转子位置估计方法169

6.3.3 仿真建模与结果分析171

6.4 脉振高频电压信号注入法175

6.4.1 脉振高频电压激励下三相PMSM的电流响应175

6.4.2 转子位置估计方法177

6.4.3 仿真建模与结果分析178

参考文献181

第3部分 高级篇185

第7章 六相永磁同步电机的数学建模185

7.1 多相PMSM的数学模型185

7.2 六相PMSM的基本数学模型187

7.3 两种常用坐标变换之间的关系190

7.3.1 双d-q坐标变换190

7.3.2 矢量空间解耦坐标变换193

7.3.3 两种坐标变换之间的关系195

7.4 同步旋转坐标系下的数学模型197

7.4.1 基于双d-q坐标变换的数学模型197

7.4.2 基于矢量空间解耦变换的数学模型202

参考文献204

第8章 六相电压源逆变器PWM技术206

8.1 多相电压源逆变器PWM算法206

8.2 传统的两矢量六相SVPWM算法207

8.2.1 六相电压源逆变器的电压矢量207

8.2.2 传统的两矢量六相SVPWM算法的实现209

8.3 四矢量SVPWM算法211

8.3.1 四矢量SVPWM算法的实现211

8.3.2 仿真建模216

8.4 三相解耦PWM算法222

8.4.1 三相解耦PWM算法的实现222

8.4.2 仿真建模223

8.5 基于双零序信号注入的PWM算法225

8.5.1 基于双零序信号注入的PWM算法的实现225

8.5.2 仿真建模226

参考文献229

第9章 六相永磁同步电机的矢量控制231

9.1 多相电机矢量控制231

9.2 六相PMSM传统矢量控制233

9.2.1 传统矢量控制原理233

9.2.2 仿真建模与结果分析234

9.3 基于VSD坐标变换的六相PMSM矢量控制239

9.3.1 基于VSD坐标变换的六相PMSM矢量控制原理239

9.3.2 仿真建模与结果分析240

9.4 基于双d-q坐标变换的六相PMSM矢量控制240

9.4.1 基于双d-q坐标变换的六相PMSM矢量控制原理240

9.4.2 仿真建模与结果分析244

9.5 两种矢量控制策略之间的关系248

9.6 静止坐标系下六相PMSM矢量控制249

9.6.1 静止坐标系下六相PMSM矢量控制的基本原理249

9.6.2 仿真建模与结果分析250

参考文献256

第10章 五相永磁同步电机的数学建模与矢量控制257

10.1 五相PMSM的基本数学模型257

10.2 五相PMSM的坐标变换259

10.2.1 坐标变换259

10.2.2 仿真建模260

10.3 同步旋转坐标系下的数学模型261

10.3.1 数学模型261

10.3.2 仿真建模262

10.4 五相PMSM矢量控制仿真265

参考文献268