Simulink中PMSM模型的改进在电机控制仿真中的工程应用

　　表1所示某款典型永磁同步电机的基本参数，主要用于电动汽车的动力电机。为了获得该电机的实际电感变化趋势，需要进行一些实验，但本文将不介绍具体实验方法。实测得到的Lq~iq数据、Ld~id数据导入Matlab环境中做曲线拟合，根据最小二乘法原理去除个别测量值的误差，

最终得到函数关系，其拟合曲线见图4。由图可见，因为磁饱和效应，交、直轴电感分别随电流幅值增大而减小。不过考虑到实际工程应用的可行性，这里忽略了交、直轴之间的耦合效应，所以不像一些文献所描述的，电感会同时受交、直轴电流幅值影响。

　　仿真结果

　　首先，我们使用SIMULINK库里的原始电机模型，搭配根据实际电机参数导出的MTPA(Maximum torque per ampere,最大扭矩单位电流)控制算法进行仿真。扭矩控制模式下的扭矩及速度响应见图5，很明显，由于原始电机模型未考虑磁饱和效应，导致实际输出扭矩(黄色信号)逐渐大于参考扭矩值(90Nm，红色信号)，在仿真结束时(1秒)扭矩误差大于5Nm，这是因为交、直电感值未随着电流增大而减小，使得电机模型算出的扭矩偏大。

　　为了验证修改后的电机模型在整个控制算法中的准确性，将模型导入整个控制系统中，结合MTPA控制算法再进行仿真。同样的控制算法，同样的参数设置下，最后实际扭矩输出基本吻合参考扭矩值，在仿真结束时(1秒)误差小于1Nm，详见图6。

　　在这个仿真测试中，尚未加入温度补偿算法，所以将温度输入参数设定为20度的常量。但是，如果有较准确的电机温升模型，用户可以方便的添加温度函数，并根据温升模型建立相应的扭矩补偿算法，从而使得整个扭矩控制算法更贴近实际工况[6]。

　　结论

　　整个永磁同步电机控制器的软件算法开发是一个需要不断测试验证、不断改进的较长过程，需要投入较大时间和人力成本。Simulink中集成的PMSM(永磁同步电机)模型在仿真中应用广泛，本文针对Simulink中集成的永磁同步电机模型的改进，对于控制算法提出了改进要求，减少了实验次数，有效提高了开发效率，对于实际工程项目具有重要意义。