摘要目前广泛研究应用的异步电机调速技术有恒压频比控制方式、矢量控制、直接转矩控制等。
本论文中所讨论的是异步电机矢量控制调速法，相对于恒压频比控制和直接转矩控制，它有优秀的动态性能和低速性能，还有其调速范围宽的优点。
在给出异步电动机的矢量控制原理的同时，一并给出了矢量变换实现的步骤，解释了三相异步电动机数学模型的解耦方法。
在论述了三相异步电功机的磁场定向原理之后，又介绍了转子磁链计算方法并设计了转子磁链观测器。
详细分析了转矩调节器，转速调节器和磁通调节器的工作原理，并根据各个调节器的原理对各个调节器进行了相应的设计。
以DSP为控制核心，设计了异步电机矢量控制系统的硬件电路。
关键词：异步电机矢量控制 DSP处理器1 概述1.1 系统设计的主要任务要求异步电机矢量控制系统设计是基于三相异步电机的交流调速技术的研究[1][2][3]，本设计的主要任务有：（1）研究矢量控制系统的原理[4]。
（2）研究矢量控制系统的实现方法。
（3）分析矢量控制系统特点及软硬件接口。
（4）设计矢量控制系统硬件电路（5）设计矢量控制系统的软件流程。
（6）对矢量控制的数学模型进行仿真分析[5]。
1.2 国内外研究现状矢量控制理论是由美国和德国的科学家在二十世纪七十年分别提出的理论[5][6]，经过半个世纪的补充和完善，使得矢量控制技术在工农业各种生产应用中逐渐突出[7][8]。
交流电机矢量控制技术就是建立电机可靠的数学模型，把定子电流矢量分解为转矩电流矢量和励磁电流矢量，分别控制其方向和大小，使其合成变频器的可控有效信号[9]。
此技术是建立在直流调速系统深入研究基础上的仿直流调速系统，它实现了交流电机的直流化控制，进而极大地提高了交流调速系统的高效性、稳定性和易操作性。
异步电机矢量控制系统的基本思想是通过对变频器参数的控制信号的分析控制，实现对电磁转矩的有效控制，使得异步电机调速系统获得和直流调速系统相似的控制方法及控制效果。
具体原理如下：首先将电流的坐标变换，将定子上的三相对称电流A i、B i、C i通过坐标变换到同步旋转坐标系d-q 坐标系下两相直流电流（同步旋转坐标系下，始终保持d-q坐标系中d轴与转子磁场方向一致），即通过数学变换将三相交流电机的电子电流分解为两个分量：产生旋转磁动势的励磁分量M i和产生电磁转矩分量r i，然后以控制电流电机的方式分别对磁场和转矩进行单独控制，再经过变换方式把控制的结果转换成随时间变化的瞬间变量，所以系统控制频率特性好、控制精度高、转矩动态响应速度快。
摘要因为异步电动机的物理模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，需要用一组非线性方程组来描述，所以控制起来极为不便。
异步电机的物理模型之所以复杂，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。
直接矢量控制就是一种优越的交流电机控制方式，它模拟直流电机的控制方式使得交流电机也能取得与直流电机相媲美的控制效果。
本文研究了矢量控制系统中磁链调节器的设计方法。
并用MATLAB最终得到了仿真结果。
关键词：矢量控制非线性 MATLAB仿真目录1 设计条件及要求 (1)1.1设计条件 (1)1.2设计要求 (1)2 异步电动机矢量控制原理及基本方程式 (2)2.1 矢量控制基本原理 (2)2.2 按转子磁链定向的基本方程 (3)3 坐标变换 (5)3.1 坐标变换原理 (5)3.2 建立坐标变换模型 (7)3.2.1 2r/3s变换模型 (7)3.2.2 3s/2r变换模型 (8)4 矢量控制系统设计 (9)4.1 矢量控制系统的电流闭环控制方式思想 (9)4.2 MATLAB系统仿真系统设计 (9)4.3 PI调节器设计 (10)5仿真结果 (12)5.1 电机定子侧的电流仿真结果 (12)5.2 电机的转子转速和转子磁链仿真结果 (13)结论 (15)心得体会 (16)参考文献 (17)1 设计条件及要求1.1设计条件电机参数为：额定功率power=2.2KW,线电压L U =,额定频率50f Hz =；定子电阻0.435s R =Ω,漏感0.002ls H L =;转子电阻,0.816r R =Ω,漏感,0.002lr H L =;互感0.069m H L =,转动惯量0.089.^2J kg m =,极对数2P =,其余参数为0。
1.2设计要求（1）负载为恒转矩负载N T L 120=； （2）转速n=1400rad/min ；2 异步电动机矢量控制原理及基本方程式2.1 矢量控制基本原理矢量控制系统的基本思路是以产生相同的旋转磁动势为准则,将异步电动机在静止三相坐标系上的定子交流电流通过坐标变换等效成同步旋转坐标系上的直流电流,并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,以达到直流电机的控制效果。
异步电机矢量控制的过程和方法我折腾了好久异步电机矢量控制这事儿，总算找到点门道。
最开始的时候，我真的是瞎摸索。
那感觉就像在一个大房子里找东西，完全不知道从哪儿下手。
矢量控制嘛，首先得了解基本概念，我就像个刚上学的小学生，背那些什么磁通、转矩角之类的东西。
这是基础，但是光背可不行。
我就开始试着从数学模型下手。
异步电机的数学模型贼复杂，一大堆公式。
我当时想着，把这些公式搞明白了，应该就没问题了吧。
结果发现，这仅仅是第一步。
以建立等效电路模型为例，那感觉就像是搭积木，不过这些积木的形状可不好确定，电阻、电感这些参数要找对可不容易。
我就因为把电感的初始假设弄错了，导致整个模型算出来的结果是一团糟，转矩和转速完全不是那回事儿。
后来呢，我又试着从控制器设计这个方向去努力。
像是采用PI控制器，我觉得这很简单啊，不就是设置几个参数嘛。
但实际上不是这么回事儿，比例增益和积分增益调试的时候，才发现这里面的学问大了去了。
我开始就凭感觉乱设一通，结果电机运行起来就像喝醉了酒的人，晃晃悠悠。
后来我就一点点试，像试探水温一样，从很小的值开始，慢慢增加，去观察电机的反应。
比如说，当比例增益小的时候，电机的调节速度超级慢。
而积分增益太大，又会让系统不稳定，电机就突然抖起来。
还有那个坐标变换啊，我总觉得自己理解了。
但是真正操作的时候，发现从三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换比想象的难。
就像翻译语言一样，你得准确地把每个“单词”（医学上的物理量）对应到正确的位置。
我经常在这个步骤出错，后来就对着书本上的实例一道题一道题的做，熟能生巧。
不过我觉得最重要的一点呢，就是要多做实验，还有就是别怕犯错。
每次犯错都是一次学习的机会，就像下棋每次输了都能找到自己的漏洞一样。
多测数据，对比分析，看看和理想结果差在哪里。
我还发现有时候硬件设施也会影响矢量控制的效果，比如说传感器精度不够，就像眼睛看不清楚东西的人去画图一样，得到的结果肯定有偏差。
所以检查硬件设施也很重要，我就因为忽视了这一点，浪费了不少时间在找软件算法的毛病上。
