1.4  本文的主要工作

本文分析和综合了永磁同步电机的数学模型、遗传算法优点以及运用遗传算法优化PID控制，并利用simulink建模并仿真。

论文的总体工作如下：文献综述

第一章作为绪论，阐述了本课题的研究背景和研究意义

第二章研究了永磁同步电机的数学模型，分析了永磁同步电机的矢量控制方法，最后给出了本次研究的控制总图。

第三章详细介绍了遗传算法的定义和使用方法，以及运用遗传算法的优点与传统控制方法进行比较和结果分析。

    第四章着重介绍了simulink建模，并且使用simulink对本次研究进行仿真，给出了simulink仿真用原图，最后对仿真结果分析和小节。

最后简要总结了本课题的研究工作，同时指出了系统有待于继续改进与完善的几个方面，并对今后的工作进行了展望。

2  永磁同步电机的数学模型和控制策略

任何电动机的电磁转矩都是由主磁场和电枢磁场相互作用产生的。直流电动机的主磁场和电枢磁场在空间互差90°，因此可以独立调节；交流电机的主磁场和电枢磁场互不垂直，互相影响。因此，长期以来，交流电动机的转矩控制性能较差。经过长期研究，目前的交流电机控制有恒压频比控制、矢量控制、直接转矩控制等方案。

2.1  永磁同步电机的数学模型

交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分布在定子上，永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中，定子与转子始终处于相对运动状态，永磁体与绕组，绕组与绕组之间相互影响，电磁关系十分复杂，再加上磁路饱和等非线性因素，要建立永磁同步电机精确的数学模型是很困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型[9]，我们通常做如下假设：

①　忽略电机的磁路饱和，认为磁路是线性的；

②　不考虑涡流和磁滞损耗；

③　当定子绕组加上三相对称正弦电流时，气隙中只产生正弦分布的磁势，忽略气隙中的高次谐波；

④　驱动开关管和续流二极管为理想元件；源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/

⑤　忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。

永磁同步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程组成，在两相旋转坐标系下的数学模型如下：

(l)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示