基于双PI+SVPWM的船舶用PMSM控制系统simulink建模与仿真

1.课题概述

基于双PI+SVPWM的船舶用PMSM控制系统simulink建模与仿真。系统包括：

电流控制环（内环）：使用PI控制器调节定子电流的d轴和q轴分量。内环的目标是快速响应和高精度的电流控制。

速度控制环（外环）：使用PI控制器调节电机的转速。外环的目标是实现所需的速度控制，输出给定的电流参考值。

SVPWM模块：将PI控制器输出的电压参考值转换为三相PWM信号，以驱动逆变器。

2.系统仿真结果

（完整程序运行后无水印）

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

4.系统原理简介

       永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）因其高效率、紧凑结构和易于控制等特点，在船舶推进系统中得到了广泛应用。本文将详细介绍一种基于双PI控制器与空间矢量脉冲宽度调制（Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM）相结合的PMSM控制系统。该系统能够实现对PMSM的高效、精确控制，适用于船舶推进系统的动力需求。

4.1 永磁同步电机(PMSM)的基本原理

       永磁同步电机(PMSM)是一种使用永磁体作为转子的同步电机，它具有高效率、高功率密度、高可靠性和宽广的调速范围等优点。PMSM的工作原理基于法拉第电磁感应定律和安培定律，其数学模型可以描述为：

4.2 双PI控制策略

        双PI控制策略的核心在于利用两个独立的PI控制器形成闭环控制，一个用于速度控制环，另一个用于电流控制环。这种控制结构可以实现良好的静态和动态性能。电流环控制的目标是使电机的定子电流跟踪给定的电流参考值。电流环的数学模型可以表示为：

速度环控制的目标是使电机的速度跟踪给定的速度参考值。速度环的数学模型可以表示为：

4.3 船舶用PMSM控制系统的特点

高性能要求：船舶推进系统需要高效率、高可靠性和良好的动态响应特性。

环境适应性强：必须能够在恶劣的海洋环境中稳定工作。

控制精度高：精确的速度和扭矩控制对于船舶的操作至关重要。