matlab三相逆变器双闭环svpwm

### MATLAB 中实现三相逆变器双闭环 SVPWM 控制

#### 工作原理概述
在MATLAB/Simulink环境中，为了实现三相逆变器的双闭环SVPWM控制，通常采用外环电压控制和内环电流控制相结合的方式。这种控制策略能够有效提高系统的动态响应性能和稳态精度。

#### 系统建模与参数设置
首先，在Simulink中搭建三相逆变器的基础电路模型，包括直流源、开关器件以及滤波电感等组件。对于具体的参数设定，可以根据实际应用场景的需求来进行调整[^1]。

#### 外环电压控制器设计
外环主要用于调节输出端口处的平均线电压幅值及其频率特性。一般情况下会选用比例积分(PI)调节器作为核心算法单元；其输入信号来源于反馈回来的实际测量数据减去给定的目标参考值之后得到误差项e(t)，即：

\[ e_v(t)=v_{ref}(t)-v_o(t) \]

其中\( v_{ref} \)代表期望达到的理想状态下的瞬时相位角对应的正弦函数形式表达式所描述出来的理想化目标电压水平；而 \( v_o \) 则表示当前时刻下由传感器采集所得的真实物理量度数。

% 定义 PI 调节器增益系数 Kp 和 Ki
Kpv = 1; % 比例环节放大倍率
Kiv = 0.5; % 积分环节时间常数倒数

% 创建 s-domain transfer function 对象用于表征连续域内的传递关系
Gv=tf([Kpv,Kiv],[1,0]);

#### 内环电流控制器构建
针对快速变化的小扰动因素影响较大的场合，则更倾向于利用高带宽特性的电流回路来抑制干扰并维持稳定运行条件。同样地，这里也推荐使用PI型结构完成这一任务:

\[ i_d^{*}=I_m\sin(\omega t+\phi),i_q^{*}=I_m\cos(\omega t+\phi)\]

此处引入dq变换矩阵将abc坐标系下的原始采样序列映射至旋转直轴-交轴平面上便于后续处理操作。

% dq 变换计算公式定义
function [id,iq]=park_transform(iA,iB,iC,theta)
    id=(2/3)*(sqrt(2)/2)*((iA*cos(theta)+iB*(cos(theta-2*pi/3))+...
        (iC*cos(theta+2*pi/3))));
    iq=(-2*pi/3))...
        +(iC*sin(theta+2*pi/3))));
end

#### SVPWM 波形生成逻辑
空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)是一种高效的多电平功率变换技术手段之一。它通过对六个基本扇区划分后的单位圆盘上寻找最接近指令向量位置的方法决定各子区间内对应占空比大小从而形成近似圆形轨迹分布特征的PWM波列。

function svpwm=DQtoABC(id_ref,iq_ref,Vdc,Ts)
    theta=atan2(iq_ref,id_ref);
    M=sqrt(id_ref^2+iq_ref^2)/(Vdc/sqrt(3));
    
    sector=floor(mod(theta/(pi/3),6))+1;
    alpha=M*cos(pi/6-abs(mod(theta+(sector-1)*pi/3-pi/6,2*pi)-(pi/6)));
    beta=M*sin(pi/6-abs(mod(theta+(sector-1)*pi/3-pi/6,2*pi)-(pi/6)));

    switch sector
        case {1}
            T1=[Ts*(alpha); Ts*(beta)];
            T2=[Ts-T1(1); zeros(size(T1))];
            T3=zeros(size(T1));
            
        case {2}
            T1=[zeros(size(beta)); Ts*(alpha-beta)];
            T2=[T1(2); Ts];
            T3=[Ts-T1(2); zeros(size(T1))];
        
        otherwise
           ...
    end
    
    svpwm=T1+T2+T3;
end

上述代码片段展示了如何根据指定的d-q平面参考电流值得到相应的PWM驱动脉冲宽度组合方案，并最终作用于硬件级联部分以达成预期效果[^3]。