基于双PI控制器和铁损补偿的PMSM控制系统simulink建模与仿真

1.课题概述
       基于双PI控制器和铁损补偿的PMSM控制系统simulink建模与仿真，模型包括PI控制器，铁损补偿模块，abc2dq模块，逆变器，电机等模块。

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型
版本：MATLAB2022a

clc;
close all;
warning off;
 
Ts      = 1;
 
Value_w   = we.signals.values;
time1     = Ts/length(Value_w):Ts/length(Value_w):Ts;
 
Value_T   = Te.signals.values;
time2     = Ts/length(Value_T):Ts/length(Value_T):Ts;
 
Value_isd = i_sd.signals.values;
time3     = Ts/length(Value_isd):Ts/length(Value_isd):Ts;
 
Value_isq = i_sq.signals.values;
time4     = Ts/length(Value_isq):Ts/length(Value_isq):Ts;
 
Value_fai = fai.signals.values;
time5     = Ts/length(Value_fai):Ts/length(Value_fai):Ts;
 
figure;
subplot(321);
plot(time1,Value_w,'linewidth',1);
grid on
xlabel('t/s');
ylabel('n/r/min');
axis([0,1,0,2000]);
 
subplot(322);
plot(time2,Value_T,'linewidth',1);
grid on
xlabel('t/s');
ylabel('Te/N.m');
axis([0,1,10,40]);
 
subplot(323);
plot(time3,Value_isd,'linewidth',1);
grid on
xlabel('t/s');
ylabel('isd/A');
axis([0,1,-1,5]);
 
 
subplot(324);
plot(time4,Value_isq,'linewidth',1);
grid on
xlabel('t/s');
ylabel('isq/A');
axis([0,1,-10,100]);
 
 
subplot(3,2,[5,6]);
plot(time5,Value_fai,'linewidth',1);
grid on
xlabel('t/s');
ylabel('Phir/Wb');
axis([0,1,0,1.5]);

4.系统原理简介
       永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）因其高功率密度、高效率和良好的调速性能等优点，在工业自动化、电动汽车、航空航天等众多领域得到了广泛应用。然而，PMSM 控制系统的设计面临诸多挑战，例如电机内部的铁损会影响电机的效率和性能，并且在不同的运行工况下需要精确的控制策略来保证电机稳定、高效地运行。

4.1 铁损模型

4.2 铁损补偿方法

4.3 PI控制器
       PI 控制器能够根据电流误差进行比例和积分调节。比例调节可以快速响应电流误差，使电流快速接近给定值；积分调节则可以消除稳态误差，保证电流在稳态时能够精确跟踪给定值。通过合理调整比例系数和积分系数，可以使电流环具有良好的动态和稳态性能。

       速度环的输出决定了电机的电磁转矩需求，通过调整交轴电流给定值来实现。而电流环则负责精确控制电机的实际电流，使其满足速度环的要求。这种嵌套的双环控制结构使得 PMSM 控制系统能够在不同的运行工况下稳定、高效地运行。例如，当负载转矩发生变化时，速度环首先检测到转速误差，然后调整交轴电流给定值，电流环迅速响应，改变电机的实际电流，从而使电机的转速能够快速恢复到给定值。