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异步电动机矢量控制系统仿真1.异步电机矢量控制系统的原理及其仿真1.1 异步电动机矢量控制原理异步电机矢量变换控制系统和直接转矩控制系统都是目前已经获得应用的高性能异步电机调速系统，对比直接转矩控制系统，矢量变换系统有可以连续控制，调速范围宽的优点，因此矢量变换控制系统为现代交流调速的重要方向之一。
本文采用的是转子磁场间接定向电流控制型交流异步电机矢量控制系统[1]，如图1所示。
图1矢量变换控制系统仿真原理图如果把转子磁链方向按空间旋转坐标系的M轴方向定向，则可得到按转子磁场方式定向下的三相鼠笼式异步电动机的矢量控制方程。
（1）（2）（3）（4）（5）上列各式中，是转子励磁电流参考值；是转差角频率给定值；是定子电流的励磁分量；是定子电流的转矩分量；是定子频率输入角频率；是转子速度；是转子磁场定向角度；是转子时间常数；和分别是电机互感和转子自感。
图4所示控制系统中给定转速与实际电机转速相比较，误差信号送入转速调节器，经转速调节器作用产生给定转矩信号，电机的激磁电流给定信号根据电机实际转速由弱磁控制单元产生，再利用式（1）产生定子电流激磁分量给定信号，定子电流转矩分量给定信号则根据式（2）所示的电机电磁转矩表达式生成。
、和转子时间常数Lr一起产生转差频率信号，与ωr相加生成转子磁场频率给定信号，对积分则得到转子磁场空间角度给定信号。
和经坐标旋转和2/3相变换产生定子三相电流给定信号、和，与定子三相电流实测信号、和相比较，由滞环控制器产生逆变器所需的三相PWM信号。
1.2 异步电机转差型矢量控制系统建模在MATLAB/SIMULINK环境下利用电气系统模块库中的元件搭建交流异步电机转差型矢量控制系统[2]，电流控制变频模型如图2所示。
图2 电流控制变频模型图整个仿真图由电气系统模块库中的元件搭建组成，元件的直观连接与实际的主电路相像似，其中主要包括：速度给定环节，PI速度调节器、坐标变换模块、磁场定向模块、滞环电流调节器、IGBT逆变器元件、异步电动机元件以及测量和显示模块。
摘要异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程组成，为非线性，所以控制起来极为不便。
异步电机的模型之所以复杂，关键在于各个磁通间的耦合。
如果把异步电动机模型解耦成有磁链和转速分别控制的简单模型，就可以模拟直流电动机的控制模型来控制交流电动机。
本文研究了按转子磁链定向的矢量控制系统的电流闭环控制的设计方法，通过坐标变换，在按转子磁链定向同步旋转正交坐标系中，得到等效的直流电动机模型，然后仿照直流电动机的控制方法控制电磁转矩与磁链，将转子磁链定向坐标系中的控制量反变换得到三相坐标系的对应量，以实施控制，并用MATLAB进行仿真。
关键词：异步电动机直流电动机磁链 MATLAB仿真目录1 课程任务设计书 (2)2 异步电动机数学模型基本原理 (3)2.1 异步电动机的三相动态数学模型 (3)2.2 异步电机的坐标变换 (6)2.2.1 三相-两相变换（3/2变换） (6)2.2.2静止两相-旋转正交变换（2s/2r变换） (8)3 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 (9)3.1 按转子磁链定向矢量控制的基本思想 (9)3.2 以ω-is-ψr 为状态变量的状态方程 (9)3.2.1 dq坐标系中的状态方程 (9)3.2.2αβ坐标系中的状态方程 (10)3.3αβ坐标系下异步电机的仿真模型 (11)3.4矢量控制系统设计 (14)3.5 矢量控制系统的电流闭环控制方式思想 (14)4 异步电动机矢量控制系统仿真 (15)4.1 仿真模型的参数计算 (15)4.2 矢量控制系统的仿真模型 (16)4.3仿真结果分析 (17)5. 总结与体会 (18)参考文献 (19)1课程任务设计书2 异步电动机数学模型基本原理异步电动机是个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
在研究异步电动机数学模型时，作如下的假设：120电角度，产生的磁动（1）忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间中互差势沿气隙周围按正弦规律分布；（2）忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的；（3）忽略铁心饱和；（4）不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。
矢量控制异步电机调速系统仿真研究摘要20世纪70年代德国专家提出了矢量变换控制的思想，矢量变换控制就是采用矢量变换使交流异步电机定子电流励磁分量和转矩分量之间实现解耦，使交流异步电动机的磁通和转矩分别进行独立控制, 从而使交流异步电动机变频调速系统具有了直流调速系统的全部优点。
本文介绍了异步电动机矢量控制的基本原理及转差频率矢量控制的相关概念，结合实际设计出矢量控制异步电机调速系统的结构图，根据异步电机模型和在调速系统中各子系统的模型，在SIMULINK环境下对该系统进行仿真，并得出仿真结果。
从试验和仿真结果可以看出：该方法简单、控制精度高，用于异步电动机调速系统中具有良好动、静态性能。
利用MATLAB/ SIMULINK模块对交流异步电动机矢量控制系统进行了建模仿真，说明了MATLAB/ SIMULINK 对于复杂的交流调速系统来说是一种很好的仿真工具，并且通过仿真波形的分析也验证了交流异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统具有较好的动、静态性能，完全可以适用于高动态性能的交流调速场合。
关键词：交流调速系统；转差频率；矢量控制；仿真建模Vector control of induction motor based on simulation studiesAbstract20th century 70s German experts put forward the idea of vector transform control. transform vector control use vector transformation to make the exchange of excitation of induction motor stator current components and torque decoupling between components, so that the magnetic AC asynchronous motor Qualcomm and independent control of torque, respectively, so that the exchange of asynchronous motor with variable frequency speed regulation system of the DC drive system all the advantages. This article introduces the asynchronous motor of the basic principles of vector control and slip frequency vector control of the basic concepts, practical design combined with vector control of induction motor based on the structure, according to the model of induction motor speed control system and the various sub- system model, in the SIMULINK environment simulation system and simulation results obtained.The simulation results from the tests can be seen: The method is simple, high precision. The control for induction motor speed control system has good dynamic and static performance.Using MATLAB / SIMULINK module of AC asynchronous motor vector control system modeling and simulation. Illustrate the MATLAB / SIMULINK for the complex AC Drive System is a good simulation tools, and through the simulation waveform analysis to verify AC induction motor according to the rotor flux-oriented vector control system has good dynamic and static performance, It can be applied to the exchange of high-speed dynamic performance occasions.Key words : AC Drive System;Slip frequency; Vector Control; Simulation Modeling目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1交流电机调速技术的发展状况 (2)1.2 现代交流调速系统的类型 (3)l.3 现代交流调速系统的发展趋势和动向 (4)1.3.1 控制理念与控制技术方面的研究与开发 (4)1.3.2 PWM模式改进与优化研究 (4)1.3.3 中压变频装置的研究与开发 (4)第2章矢量控制的基本原理 (6)2.1 异步电动机的数学模型 (6)2.2 矢量控制技术思想 (6)2.3 坐标变换 (7)2.3.1 坐标变换的基本思想和原则 (7)2.3.2 三相-两相变换 (10)2.4 转差频率矢量控制的基本概念 (12)2.5 转差频率矢量控制系统 (13)第3章模型的建立及仿真 (15)3.1 仿真软件简介 (15)3.2 矢量控制调速系统仿真和分析 (15)3.2.1电机仿真模块的建立 (16)3.2.2转速调节器模块 (17)3.2.3函数运算模块 (17)3.2.4 坐标变换模块 (17)第4章仿真结果及结果分析 (19)4.1 仿真模型 (19)4.2 仿真结果及分析 (19)结论与展望 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (24)插图清单图1-1 现代交流调速系统组成示意图 ....................................................................... - 3 - 图2-1 二极直流电机的物理模型 ............................................................................... - 8 - 图2-2 等效的交流电机绕组和直流电机绕组物理模型 ......................................... - 10 - 图2-3三相、两相静止坐标系与磁通势空间矢量 ................................................. - 11 - 图2-4 转差频率控制的异步电动机矢控制调速系统的结构图 ............................. - 14 - 图3-1转速PI调节器模块 ....................................................................................... - 17 - 图3-2函数运算模块 ................................................................................................. - 17 - 图3-3 坐标变换模块 ................................................................................................. - 18 - 图4-1矢量控制调速系统的仿真模型 ..................................................................... - 19 - 图4-2仿真波形图 ..................................................................................................... - 20 - 图4-3定子磁链轨迹图 ............................................................................................. - 21 -引言交流异步电动机是一个高阶、强耦合、非线性的多变量系统，该系统数学模型比较复杂，将其简化成单变量线性系统进行控制，动态性能不够理想，调节器参数很难准确设计，为了实现高动态性能, 20世纪70年代初德国西门子公司F.Blaschke提出了矢量控制的方法。
1 引言1.1 概述矢量变换技术的产生奠定了现代交流调速系统高性能的基础。
交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合的被控对象，采用参数重构和状态重构的现代控制理论的概念，从而可以实现交流电动机定子电流的励磁分量和转矩分量之间的解耦过程，实现了将交流电动机的控制过程等效成为直流电动机的控制过程，进而使交流调速系统的动态性能得到了很大的改善和提高，进一步使交流调速取代直流调速成为一种可能。
目前对调速性能要求较高的生产工艺已广泛地采用了矢量控制的变频调速装置。
经过实践证明，采用矢量控制技术控制的交流调速系统[1]的优越性明显高于直流调速系统。
现代交流调速系统由交流电动机、电力电子功率变换器、控制器和检测器这四大部分构成。
现代交流调速系统根据被控的对象—交流电动机种类不同，从而可分为异步电机调速系统和同步电动机调速系统两类，矢量控制的方式是目前交流电动机的先进控制的一种方式，本篇文章对异步电动机的动态数学模型、转差频率矢量控制的基本原理[26] 和概念做了详细简要的阐述，并且结合Matlab的Simulink仿真软件包构建了异步电动机转差频率矢量控制系统的仿真模型，并进行了试验的验证和仿真结果的显示，同时对不同参数下的仿真结果进行了对比研究和分析。
这种方法不仅简单、控制精度高，而且能够较好地分析异步电动机调速系统的各项性能。
因为交流异步电动机是一个高阶、非线性、多变量、强耦合的系统。
该数学模型比较复杂，所以将其简化成单变量线性系统进行控制可能就达不到理想的性能。
为了实现高动态的性能，提出了矢量控制的方法。
矢量变换控制技术的产生为现代交流调速系统高性能化奠定了坚实的基础。
一般情况下，将含有矢量变换的交流电动机控制称为矢量控制。
Matlab是一种面向工程计算的高级语言，它的Simulink仿真的环境是一种非常优秀的系统仿真工具软件，使用它可以很大程度的提高系统仿真的效率和可靠性。
此文在Matlab的Simulink基础上构造了一个矢量控制的交流电机矢量控制调速系统，包含了给定、PI调节器、函数运算、二相/三相坐标变换、PWM脉冲发生器等许多环节，并给出了仿真的实验结果和分析。
1． 异步电动机的动态数学模型异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
在研究异步电动机的多变量非线性数学模型时，常作如下的假设：1）忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间中互差120°电角度，所产生的磁动势沿气隙周围按正弦规律分布。
2）忽略励磁饱和，认为各绕组的自感和互感都是恒定的。
3）忽略铁心损耗。
4）不考虑频率变化和温度变化对绕组的影响。
无论电动机转子是绕线形还是笼形，都将它等效成三相绕线转子，并折算到定子侧，折算后的定子和转子绕组匝数都相等。
这样，电机绕组就等效成图1所示的三相异步电动机的物理模型。
图中，定子三相绕组轴线A 、B 、C 在空间是固定的，以A 轴为参考坐标轴；转子绕组轴线a 、b 、c 随转子旋转，转子a 轴和定子A 轴间的电角度θ为空间角位移变量。
规定各绕组电压、电流、磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋定则。
这时，异步电动机的数学模型由下述电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。
图1 三相异步电动机的物理模型三相定子的电压方程可表示为：111A A AB B BC C Cd U ri dtd U ri dt d U ri dt ψψψ⎧=+⎪⎪⎪=+⎨⎪⎪=+⎪⎩(1)方程中，A U 、B U 、C U 为定子三相电压；A i 、B i 、C i 为定子三相电流；A ψ、B ψ、C ψ为定子三相绕组磁链；1r 为定子各相绕组电阻。
三相转子绕组折算到定子侧后的电压方程为：222a a ab b bc c cd U r i dtd U r i dt d U r i dt ψψψ⎧=+⎪⎪⎪=+⎨⎪⎪=+⎪⎩(2)方程中，a U 、b U 、c U 为转子三相电压；a i 、b i 、c i 为转子三相电流；a ψ、b ψ、c ψ为转子三相绕组磁链；2r 为转子各相绕组电阻。
磁链方程为：A A AAAB AC Aa Ab Ac B B BA BB BC Ba Bb Bc C C CA CB CC Ca Cb Cc aA aB aC aa ab ac a a bA bB bC ba bb bc b b cA cBcCcacbcc c c i L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L i ψψψψψψ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦(3)式中，L 是6×6电感矩阵，其中对角线元素AA L 、BB L 、CC L 、aa L 、bb L 、ccL 是各有关绕组的自感，其余各项则是绕组间的互感。
中文摘要异步电动机矢量控制系统设计及仿真摘要现代交流调速系统在矢量控制技术出现以前多用恒压频比的控制策略，采用这个控制策略的不足之处是在电动机低速转动或者在加减速、加减负载等动态情况下，系统性能显著降低，致使交流调速系统在低速、启动时转矩的动态响应以及整个系统的稳定度方面比直流调速系统逊色，这样就不能满足人们的高精度需求。
后来，交流异步电动机控制开始大踏步从标量控制向矢量控制迈进了。
下面就来简要介绍下矢量控制理论。
矢量控制发展起来的基础和核心理论支撑是坐标转换原理，机电能量转换理论等一些电机学的概念。
这一控制的根本思想方法其实就是将异步电动机模仿成直流电动机来控制。
只要建立出与三相交流绕组等效的两相绕组，即可建立与异步电动机等效的直流电机模型，再加上相应的比例积分调节环节，于是就可按对直流电机的控制策略对异步电动机进行控制。
因而使用矢量控制可以实现对电机电磁转矩的动态实时控制，使得调速性能得以优化提高。
这次毕设中我根据这个思路成功地进行了MATLAB仿真。
关键词：交流电动机；矢量控制调速系统；仿真ABSTRACTThe Design and Simulation of Vector Control Systemof Asynchronous MotorAbstractBefore the technique of vector control system was invented, alternating current speed control system used constant V/f ratio control method witch is normally known as scalar control. Systems which take this method show vital defect when the motor running at low speed or under circumstances like acceleration, deceleration, adding load, reducing load. Alternating current motor witch use vector control can achieve the same control performance as constant current motor, even better.Vector control developed from the foundation of the theory of motor integration, mechanical-electric energy transition, coordinates transition. Its main idea is simulating constant current motor to control alternating current motor. Once the equivalent among three-phase alternating current wingding, two-phase alternating current wind and rotating constant current winding is established, the mode of alternating current motor that simulating constant current motor can be created as well. Therefore, asynchronous motor can be controlled in ways according to synchronous motor. So that vector control can achieve dynamic control of electrical torque of asynchronous motor and reach a high level of speed control performance. I have successfully made a MATLAB simulation of the system.Key Words: Asynchronous Motor; Vector Control; Simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第 1章绪论 (1)1.1交、直流调速系统 (1)1.2交流调速系统概述 (2)第2章异步电动机之矢量控制理论 (5)2.1异步电动机之数学模型 (5)2.1.1关于异步电动机数学模型之性质 (5)2.1.2数学模型构建 (5)2.2异步电动机的坐标变换 (8)2.3异步地电动机根据矢量控制法则设计的调速系统 (10)第3章矢量控制系统的仿真 (14)3.1 MATLAB仿真工具介绍 (14)3.2 电动机的具体仿真设计 (15)3.2.1总体仿真结构图 (15)3.2.2仿真系统各子模块设计及参数设置 (16)3.3仿真结果分析 (24)3.3.1空载运行结果分析 (24)3.3.2电机带额定负载运行 (26)3.3.3电机动态运行性能 (28)第4章总结与展望 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)附录A外文文献原文 (35)附录B外文文献译文 (43)华东交通大学毕业设计（论文）第1章绪论1.1 交、直流调速系统一般来说，电力传动控制系统由电动机和控制装置组成。
转差频率控制交流异步电机矢量控制系统虚拟实验张厚升;王艳萍;于兰兰;季画;谭博学【摘要】在分析转速闭环转差频率控制的异步电机矢量控制调速系统基本工作原理的基础上,利用Matlab/Simulink建立了转差频率控制的异步电机矢量控制调速系统的动态仿真模型,给出了仿真参数,利用仿真结果详细分析了调速系统的起动过程、加载过程,验证了所建调速系统模型的实用性与可行性,该调速系统仿真模型对于研究和开发异步电机调速系统具有重要意义.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2016(035)010【总页数】5页(P90-94)【关键词】异步电机;矢量控制;调速系统;仿真模型;Simulink【作者】张厚升;王艳萍;于兰兰;季画;谭博学【作者单位】山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049【正文语种】中文【中图分类】TM921随着现代电力电子技术的进步与发展，交流调速系统及其控制策略也随之得到日益广泛的关注与研究[1-5]，依照转速、电流双闭环直流调速系统的控制规律构思形成的转速闭环转差频率控制的交流异步电动机调速系统同样也能获取良好的动、静态性能。
对于交流异步电机来说，矢量控制是一种比较先进、比较优越的控制策略，其控制结构也并不十分复杂，矢量控制通常泛指含有矢量变换的交流异步电机控制系统[6]。
作者在多年“运动控制系统”课程的授课、实验与科研过程中发现：许多学生和研究人员对于直流双闭环控制系统都能够比较好的理解与掌握，而且也能进行有效的实验验证，但是对于异步电机的转差频率控制系统却感到比较迷茫，尤其是加入矢量控制之后。
目前教材上对于该部分内容的讲解也是仅限于理论知识的介绍，而且对于电机的电磁转矩来说，影响转矩的因素比较多，通常和气隙磁通、功率因数、转子电流等都有关系[7-8]，这些电气参数都不是独立变量，他们都和转差率有函数关系，同时也很难进行直接的测量与控制[9-15]，难以通过实验的手段进行学习与验证。
本文拟对现行教材内容进行拓展，分析转速闭环转差频率控制的交流异步电动机矢量控制系统的组成与原理，借助Simulink建立系统仿真模型，通过仿真实验详细分析该矢量控制系统的起动过程与加载过程，旨在让学者透彻理解转速闭环转差频率控制的交流异步电动机矢量控制调速系统的动态调节过程。
要解决交流异步电动机的转矩控制问题，可以通过对转差频率的控制来实现，这也就是转差频率控制的基本思想[4]。
图1给出了转速闭环转差频率控制的交流异步电动机矢量控制调速系统的原理框图。
该调速系统的主电路为由直流电源供电的SPWM电压型逆变器，即通用变频器一般所采用的电路拓扑结构。
异步电机的转速控制选择转差频率控制方式[6]：ω1=ω+ωs，其中：ωs为转差角频率；ω为转子的角频率；ω1为异步电机的定子角频率。
依据该公式，在电机转速的调节过程中，交流异步电动机的定子电流频率ω1和转子的实际转速自始至终都能进行同步上升或者下降[6]，使得转速得以平滑调节。
异步电动机的矢量控制方程[9-10]可以描述为：式中:np为极对数；ist为定子电流的转矩分量；ism为定子电流的励磁分量；Ψr 为电动机的转子磁链；Tr为转子电磁时间常数，Tr=Lm/Rr，Lm为两相坐标系上同轴定、转子绕组间的互感，Rr为转子一相绕组的电阻值。
从式(1)～(3)看出，如果保持Ψr不变，Te会直接受到ist的控制[6]，而且转差角频率ωs也可由ist直接求出，Ψr可通过ism来求取[6,11-12]。
在转速闭环转差频率控制的交流异步电动机矢量控制调速系统中，转速调节器(ASR)采用PI(比例积分)控制模式，PI的输出信号是定子电流转矩分量的给定值[6]，由此可以得出转差频率的给定值。
在控制调节过程中，保持磁通为恒定值不变，则pΨr=0，由式(3)可得:依据式(2)可得:仿真模型中，定子电流的励磁分量ism由励磁给定环节给出，在基速(额定转速)以下ism为一额定值。
依照式(1)～(3)可以得到ist和ism[6]，而本文所设计的转速闭环转差频率控制的交流异步电动机矢量控制调速系统采用了直流电源供电的电压型SPWM逆变器，因此需将控制策略中的电流控制相应的变换为电压控制模式，两者之间的变换关系可描述为:式中:σ为漏磁系数,;ust、usm为定子电压的转矩分量和励磁分量。
ust、usm通过两相旋转坐标系到三相静止坐标系的坐标变换(2r/3s)，就可以得到逆变器的三相电压调制信号即SPWM调制信号，进而就可以控制逆变器输出异步电机所需的工作电压。
2.1 仿真模型利用Matlab/Simulink所构建的调速系统仿真模型见图2。
该矢量控制调速系统由SPWM脉冲信号发生器模块[6]、2r/3s坐标变换模块、函数功能运算模块、PI调节器(ASR)模块、定子电流励磁分量给定模块和转速给定n*模块等组成。
其中ASR为带限幅作用的转速PI调节器，由放大器G1、G2和带限幅的积分器组成。
电流到电压控制模型的转换由两个函数模块和依据式(6)来实现。
函数功能运算模块按照式(5)来计算出ωs然后和ω求和，得到ω1，经积分可得转角θ，并计算其sin、cos值。
仿真系统中sin、cos、dq0/abc可以完成两相旋转坐标系到三相静止坐标系的坐标变换(2r/3s)，dq0/abc模块输出端输出的就是PWM发生器的三相脉宽调制信号，由于三相脉宽调制信号幅值小于1，所以在其输出端接入了一个衰减模块G4。
在仿真期间，可先将此处断开，让矢量控制调速系统工作在开环状态，把PWM发生器调整为内部模式，然后进行仿真，依据dq0/abc的输出和三相脉宽调制信号幅值小于1的要求，求解出G4的衰减系数[8-9]。
为了更直接观察系统的动态调节过程，在矢量控制调速系统仿真模型中用阶跃信号环节n*设定转速的给定值，这样可以观测调速系统在不同给定速度值时的动态运行情况。
2.2 仿真参数对于如图2所示的转速闭环转差频率控制的交流异步电动机矢量控制调速系统的仿真模型，采用的电动机参数为：380 V，50 Hz，2对极，Rs=0.435 Ω，L1s=0.002 mH，Rr=0.816 Ω，L1r=0.002 mH，Lm=0.069 mH，J=0.19 kg·m2，转子绕组的自感值Lr=Lm+L1r=0.069+0.002=0.071 mH，定子绕组的自感Ls=Lm+L1s=0.069+0.002=0.071 mH，逆变器直流电源510 V。
放大器G1的放大倍数为35，放大器G2的放大倍数为0.15，放大器G3的放大倍数为0.007 6，放大器G4的放大倍数为2(即极对数)，放大器G5的放大倍数为30/pi(表单位换算)、放大器G6的放大倍数为pi/30。
仿真时，异步电机矢量控制调速系统空载起动，给定转速设为1 400 r/min，运行到0.4 s时利用阶跃信号突加负载TL=60 N·m，0.6 s时给定转速n*突降为1 000 r/min。
由于该系统比较庞大与复杂，经多次仿真试验，选择算法ode45、步长取为10-5时效果最好。
异步电机矢量控制调速系统的仿真波形如图3～12所示。
图3为转速调节波形，从图中可以看出电动机的起动、稳速与加载过程，转速从零开始逐渐上升到1 400 r/min并保持稳定，加载后下降到1 000 r/min并稳速运行。
为了更加清晰地看清楚调节过程，在图3中同时给出了转速在0.32 s时的转速调节过程和0.4 s时加载过程的局部放大图，图4～6分别为三相定子电流仿真波形、A相定子电流仿真波形和电机电磁转矩的仿真波形。
由图可以看出，在起动阶段电流和转矩都比较大，电机以给定的最大电流起动，转速上升，0.32 s时转速稍有超调后稳定在1 400 r/min，转矩和电流都基本下降为0，起动过程结束。
0.4 s加载后电磁转矩和电枢电流都增加，电机在减速瞬间稍有波动，转矩和电流也随之都有相应的波动，在经过略微调整后转速稳定在1 400 r/min不变。
图7和8是函数功能模块输出信号的仿真波形。
图7是仿真得到的转差频率给定信号，由于转速调节器的输出限幅作用，在起动阶段转差频率给定信号保持不变，起动过程结束、电机转速稳定在1 400 r/min时，基本上变为0，在系统加载后维持在一定数值上，这个转差提高了调制波频率ω1，如图8所示，补偿了由于电机加载而引起的转速降落，从而可以使电机转速稳定在1 400 r/min。
图9是异步电机的机械特性(转矩-转速)仿真波形图，转速给定为1 400 r/min时的机械特性为AB2C2，给定转速为1 000 r/min时机械特性为AB1C1，为描述方便，特性分为2大段，简称为AB段、BC段。
机械特性AB段是近乎垂直段，说明异步电机在起动阶段能够保持良好的恒转矩起动特性，利用转差频率矢量控制策略，可以让异步电机以最大转矩起动并保持恒定。
而且，如果调整转速调节器(ASR)的饱和输出限幅值，可以改变最大转矩值的大小；机械特性BC段是水平段，说明异步电机工作在这一区段时转速可以不受负载大小的影响，能够保证无静差调节。
图10和11分别为异步电机定子磁场和转子磁场的运行轨迹仿真波形图，异步电机在零初始状态起动时，电机有一个磁场的建立过程，在这个过程中磁场的变化是不规则的，由此也导致了电磁转矩较大幅度的变化，由于系统比较复杂，仿真时间稍长，仿真过程中可以实时观测电机磁场轨迹，0.2 s以前磁场轨迹不太规则，0.2 s以后，电机磁场的轨迹慢慢的变得比较规则，趋于呈现圆形轨迹状态。
如果调整的大小，电机磁场所呈现的圆形轨迹半径也会因之而发生变化。
图12给出了异步电机三相转子电流的仿真波形图。
通过对转速闭环转差频率控制的异步电机矢量控制调速系统的建模与仿真，验证了交流异步电机在矢量变换基础上建立的双闭环控制模型的正确性，由上述仿真波形可以看出，在不同的给定输入下，矢量控制调速系统会有不同的响应。
仿真结果表明：所建立调速系统仿真模型的动态响应与实际调速系统的运动过程基本上是相吻合的。
为了能够比较清晰的看到由于PWM调制引起的异步电机磁链的脉动仿真波形，参数设置时将PWM调制频率取得比较低，如果将其开关频率提高，那么电机圆形旋转磁场的脉动也将会大大减小。
另外，为了减少仿真时间，仿真过程中减小了异步电机的转动惯量，但是过小的转动惯量易使调速系统发生振荡，研究者可以通过调节参数观察他对调速系统的影响程度。
综合对调速系统的仿真结果分析可知：采用转速闭环转差频率控制的交流异步电动机矢量控制调速系统具有良好的转矩-转速特性曲线，加载过程能够实现电机转速的平稳控制，控制性能良好。
