15、基于MATLAB/Simulink/dSPACE环境的感应电机驱动控制方案实现

基于MATLAB/Simulink/dSPACE环境的感应电机驱动控制方案实现

1. 引言

鼠笼式感应电机（IM）在工业变速应用中广泛使用，功率范围从几瓦到兆瓦。然而，由于其非线性和复杂结构，对其转矩和速度的控制颇具挑战。过去五十年来，出现了许多先进的感应电机驱动控制方案。

20世纪60年代的速度控制原理基于稳态感应电机模型，即“标量控制方法”，但在瞬态过程中性能不佳。70年代，基于感应电机动态模型的不同控制方案得到发展，其中包括矢量控制（属于磁场定向控制FOC方法），其原理是独立控制电机电流的两个Park分量，分别产生转矩和磁通，使感应电机驱动如同他励直流电机驱动。80年代以来，研究人员对FOC和矢量控制进行了改进，使其成为感应电机驱动的行业标准，还催生了直接自控制（DSC）和直接转矩控制（DTC）等新策略。DTC通过施加适当的定子电压空间矢量直接控制感应电机的定子磁通和转矩。

标量控制的主要缺点可通过矢量控制、FOC、DSC和DTC克服，因为这些控制方案基于适用于瞬态条件的感应电机模型。与矢量控制和FOC相比，DTC和DSC具有较高的转矩动态，但存在开关频率可变和转矩脉动较大的问题。将空间矢量脉宽调制（SV - PWM）与DTC结合（即DTC - SVM）可解决这些问题，同时保留DTC的基本概念。

本文旨在借助dSPACE平台和Matlab/Simulink环境，为学生提供一个强大的工具，帮助他们理解电压源逆变器感应电机驱动的三种控制方案：标量控制、矢量控制和DTC - SVM。首先，通过基于矢量控制方案的程序确定感应电机参数，因为控制方法需要精确的电机参数信息。然后，进行离线仿真，再进行速度调节和速度跟踪实验。

2. 实验系统 </