基于矩角控制的PMSM伺服系统仿真与设计
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4 仿真与实验结果
4．1 仿真结果
电动机在高速运行时，由于转动部分具有相当大的动能，起动和制动都需要一定的加速和减速时间。步进传动的突跳过程就需要一定的升速时间，在这段时间内，θ逐渐增大，转子转速逐渐升高，只要在转子转速升高到等于步进磁动势的平均转速时，电动机的动态角误差还没有达到允许的最大值，电动机就不会失步。
在步进运动中，定子电流矢量的运行角度为θs，平均角频率为ω1，转子运行的角度为θr，角频率为ω，T与θ有关，而θ=θs-0r。只要能保证θ总小于允许的最大值，θs既可以恒定的角频率增加，也可以变化的角频率增加，前者ω1恒定，属于恒频控制；而后者ω1变化，属于升降频控制。升降频控制下速度、位置及转矩仿真曲线如图5所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/159425.htm
4．2 实验结果
为获得较大的起动、制动转矩，给电机输入不同的电流矢量。在第1，3阶段，输入两倍额定电流，使电机具有很大的加速度，在尽量短的时间内达到下一阶段，在其他阶段输入额定电流。
第1阶段为升速过程，给定子超前转子3步的电流矢量并通以大的电流矢量，使电机以最大加速度加速，并在最短时间内达到恒定转速；第2阶段为恒转速运行阶段，将电机的速度控制在一恒定值。当转速低于设定转速时，给定子加超前的电流矢量；当速度高于设定转速时，给定子加滞后的电流矢量，这样就能尽量使电机速度控制在恒定转速；第3阶段为减速阶段，电机定子的给定电流滞后3步转子的电流矢量，这样电机以最大加速度进行降速，当电机运行到设定的脉冲数后，电机将进入低速运行阶段；第4阶段为低速运行阶段。此阶段运行速度较低，主要作用是为了减小电机惯性，实现电机最后一个阶段的精确定位；第5阶段为制动定位阶段，当电机转速趋近于零时，为保证定位的精确，令定子磁动势的位置保持在设定的目标位置上，此时产生复位转矩Tx，Tx将力图迫使转子回到提前设定的位置上，从而实现电机的定位控制。五段速度实验曲线如图6所示。
5 结论
通过对矩角控制下PMSM伺服控制系统的仿真和实验可知，运用矩角控制理论的PMSM伺服系统具有良好的动态特性与定位特性，完全可以
满足现实中对于速度以及定位精度的高要求，同时对于PMSM在高性能控制场合下的应用打下坚实的理论与实验基础。
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