永磁同步电机simulink仿真——PMSM直接转矩控制DTC
用最快的方法在simulink里搭建一个基础的直接转矩控制模型，不熟悉的话可以参考下，有空更新每个步骤细节和其他实现方法，创作不宜，记得点赞收藏。
说明：1.仿真搭建参考袁雷的仿真书籍（s-function代码实现）和学长提供的模型（纯模块实现）
2. 有的仿真起步时会出现反转的情况，后面给出了说明
1 直接转矩控制框图
话不多说，先看框图
2 直接转矩控制控制simulink仿真模型
直接转矩的原理这里不详细概述了，涉及到的东西太多，只做简单说明，有空专门针对每个模块进行说明，根据框图中的模块，直接转矩控制在Simulink模型和model里需要的模型如下：
下面对每个模块的参数进行说明，也可以根据实际需要自行设置修改
2.1 Powergui和仿真设置
选择模块列表：
找到对应模块：（后面都是通过模型名找到对应的模型图双击或者拖到仿真界面上）
习惯了用定步长，这里设置可选
2.2 功能模块
永磁同步电机模块（Permanent MagnetSynchronous Machine）：
逆变器桥（Universal Bridge）和直流电源（DC Voltage Source）：
电流电压测量（Three-Phase V-I Measurement）：
PID模块（PID Controller）：
两个Relay模块（滞环）：
bus selector模块（这里需要分离出电机中转速、转矩信号）：
连接到电机选择转速，转矩
速度需要转化为转速/分（60/（2pi））
其他模块：
sum模块：
mux和demux模块：
2.3 算法模块
坐标变换模块 （3->2）
模块为（fcn）
磁链计算模块:
磁链和转矩计算模块中要注意的是电机初始状态为0，其磁链在alpha上的分量须加上转子磁链，不加会导致扇区判断错误,也就是没加的情况下电机开始出现反转的原因。
扇区判断：（代码实现或者模块实现2选1）
1）（S-Function）代码实现
function[sys,x0,str,ts]=sector(t,x,u,flag)
switch flag,
%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Initialization %
%%%%%%%%%%%%%%%%%%
case 0,
[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;
%%%%%%%%%%%%%%%
% Derivatives %
%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%
% Outputs %
%%%%%%%%%%%
case 3,
sys=mdlOutputs(t,x,u);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% GetTimeOfNextVarHit %
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
case {2,4,9}
sys=[];
otherwise
error(['Unhandled flag =',num2str(flag)]);
end
function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes
sizes = simsizes;
sizes.NumContStates = 0;
sizes.NumDiscStates = 0;
sizes.NumOutputs = 1;
sizes.NumInputs = 2;
sizes.DirFeedthrough = 1;
sizes.NumSampleTimes = 1; % at least one sample time is needed
sys = simsizes(sizes);
x0 = [];
str = [];
ts = [-1 0];
u(1) = 0.175;
function sys=mdlOutputs(t,x,u)
if(u(1)==0)
N=1;
else
a1=u(1);
b1=u(1)*(-0.5)+(sqrt(3)/2)*u(2);
c1=u(1)*(-0.5)-(sqrt(3)/2)*u(2);
if a1>0
a=0;
else
a=1;
end
if b1>0
b=0;
else
b=1;
end
if c1>0
c=0;
else
c=1;
end
N=4*a+2*b+c;
end
sys = N;2）模块实现
这里每个模块具体就不介绍了，点开试一试就知道了。
磁链计算：
根据转矩磁链和扇区计算输出脉冲：（代码和模块2选1)
1）代码实现：
对应参数设置如下
S-function代码如下
function[sys,x0,str,ts]=PMSM_switch(t,x,u,flag)
switch flag,
case 0,
[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;
case 3,
sys=mdlOutputs(t,x,u);
case {2,4,9}
sys=[];
otherwise
error(['Unhandled flag =',num2str(flag)]);
end
function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes
sizes = simsizes;
sizes.NumContStates = 0;
sizes.NumDiscStates = 0;
sizes.NumOutputs = 1;
sizes.NumInputs = 3;
sizes.DirFeedthrough = 1;
sizes.NumSampleTimes = 1; % at least one sample time is needed
sys = simsizes(sizes);
x0 = [];
str = [];
ts = [-1 0];
function sys=mdlOutputs(t,x,u)
V_Table=[2 4 6 1 3 5;4 1 5 2 6 3;3 6 2 5 1 4;5 3 1 6 4 2];
%V_Table=[5 6 1 2 3 4;3 4 5 6 1 2;6 1 2 3 4 5;2 3 4 5 6 1];
x=2*u(1)+u(2)+1;
sys=V_Table(x,u(3));
2 ）模块实现
参数如下
3 仿真
模型搭建好后，选择仿真时长0.4s：
在需要观测的地方添加示波器模块（scope），以转速和转矩为例：
PID参数选择为:(可自行调整)
电机运行，观察示波器波形
速度：
转矩：
电流：
效果还不错哈。
祝各位早日完成论文^ ^。
S-function模块说明
如果不会用该模块可以选择用纯模块实现，S-function使用方法以后介绍。