致 谢 致 谢 在论文即将完成之际，向我的导师赵国材教授表示衷心的感谢和崇高的致谢。正是在赵老师的细心指导和严格要求下，才使论文得以顺利完成。师从三载，收获甚丰。赵老师超前的意思、扎实的基本功、渊博的学识和严谨的治学态度、尽善尽美的工作作风、评议进人的处世态度都给我留下了深刻的印象，是我一生学习的榜样。 在此，我要感谢两年多来学院各领导和老师对我的深切关怀和栽培。 感谢辛勤养育和指导我的父母和家人，多年来他们给了我极大的鼓励和关怀。 感谢实验室的同学们，他们在生活和学习上给了我很大帮助，是我生活增色不少。 感谢其他的研究者，是他们的研究内容给予了极大的启发！ 最后感谢所有审阅本文论的专家和老师们，谢谢您们对本文的宝贵意见。 - I - 摘 要 摘 要 目前，交流伺服系统在国内外应用越来越广泛，相应的其对性能的要求也越来越高，由于永磁同步电机所具有的自身结构特点和性能，以永磁同步电机为核心的交流伺服系统越来越受到国内外学者的重视。文章将围绕永磁同步电机伺服系统性能展开，对永磁同步电机的三闭环矢量控制进行了系统分析，并进一步探讨了模糊控制理论在永磁同步电机控制中的应用。 首先对 PMSM 的数学模型进行了分析，在此基础上阐明了 id=0 转子磁场定向控制和空间电压矢量脉宽调制技术的理论知识，为建立的位置、速度、电流三闭环矢量控制系统做好理论基础。然后以 Matlab 仿真工具，对所建立的三闭环系统进行了系统仿真，证明了该方案的可行性，同时由仿真波形可看出传统的 PI 的控制性能仍有提升的空间，这是由于 PMSM 电机自身的非线性所决定了。由此，文章提出了模糊-PI 控制器，将模糊控制引入到永磁同步电机的矢量控制中去，由于模糊控制器并不对系统的数学模型有较高的要求，因此有着较强的鲁棒性能，进行仿真实验表明，模糊-PI 控制能够融合两者的优点，系统响应快，抗负载干扰能力强，使永磁同步电机伺服系统的性能进一步得到了提高。 文章阐明了三闭环永磁同步电机伺服系统的基本原理，将模糊控制引入到电机控制中，对今后研究永磁电机的智能控制，进一步提高伺服系统的性能具有一定的参考价值。 关键词：永磁同步电机；模糊控制；矢量控制 ；空间电压矢量脉宽调Abstract Abstract As the AC servo system is used more and more widely in the world at present, the performance wideband of the servo system is increased dramatically. For the sake of the characteristic and performance of itself, the PMSM servo system has gained general regard all around the world. This paper will be based on how to improve the PMSM servo system, and three feedback vector control system and fuzzy control theory will be studied deeply in order to enhance the performance of the servo system. Firstly on the basis of the mathematic model of the PMSM we will analyze vector control with id=0 field oriented. Space vector PWM (SVPWM) will analyze deeply, which will lay the foundation for the position, velocity, and current three feedback vector control system. Next Matlab will be used to simulate the three feedback system and the simulation figure will prove its feasibility, from which we can conclude that the traditional PI control still have the space for improvement, because of nonlinear characteristic structure of the PMSM. So, a kind of fuzzy-PI controller which does not need the precise mathematical model of the system will be presented in order to improve the servo system performance. The simulation test indicates that the fuzzy-PI controller has the advantage of both; it has a better dynamic performance and robustness, so the controller can greatly improve the servo system. In this paper all these work has expounded the principle of three feedback vector control system, and fuzzy control has been introduced to the servo system, which can provide the reference significance to the next research of the PMSM vector control system and to the enhancement of system performance. Key Words：PMSM；fuzzy control；vector control ；SVPWM目 录 目 录 摘 要 .I Abstract. II 第 1 章 绪论 . 1 1.1 课题研究的背景及意义 .1 1.2 交流伺服系统发展研究概况.2 1.4 交流伺服系统现代控制策略的发展.3 1.5 永磁同步电动机交流伺服控制系统组成 .4 第二章 永磁同步电机的数学模型 . 6 2.1 永磁同步电机结构及种类.6 2.2 永磁同步电机的坐标变换的基本原理.7 2.2.1 三相定子坐标系和两相定子坐标系的关系 . 8 2.2.2 两相定子坐标系与同步旋转坐标系之间坐标变换. 9 2.3 永磁同步电机的数学模型.10 第三章 永磁同步电机伺服系统的矢量控制 . 13 3.1 永磁同步电机的矢量控制方法 .13 3.1.1 矢量控制的原理 . 13 3.1.2 矢量控制的实现 . 15 3.2 永磁同步电机矢量控制系统的脉宽调制技术.17 3.2.1 PWM 原理 . 17 3.2.2 SVPWM 控制原理 . 18 3.2.3 SVPWM 算法的实现 . 22 第四章 基于 SIMULINK 的永磁同步电机矢量控制仿真研究 . 27 4.1 空间电压矢量控制伺服系统仿真实现.27 4.2 各模块的搭建 .27 4.2.1 电流和速度 PI 控制模块 . 28 4.2.2 坐标系之间相互转换模块的搭建. 28 4.2.3 SVPWM 的 Matlab 实现 . 30 4.2.4