请问一下simulink自带的svpwm怎么用？

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一、 SVPWM原理简述

细节说明，可以看这篇文章：

瞬时空间磁链矢量圆轨迹法(SVPWM)就是在很短的一段时间间隔内，通过对电压型逆变器的开关状态的线性组合，得到磁链矢量轨迹为圆形的PWM方式。SVPWM控制算法的思想是：运用定子磁链空间矢量跟踪的思想，在正弦波永磁同步电机内部空间产生旋转的圆形磁场，从而产生稳定的电磁转矩。

三相逆变器对PMSM供电时，SVPWM技术产生的PWM波控制着三相逆变器的六个开关管的开通与关闭。逆变器结构如图１所示，逆变器由三个桥臂六个开关管组成，为避免短路，逆变器同一个桥臂上的两个电子开关交替导通。

为了研究各相上下桥臂不同开关组合时逆变器输出的空间电压矢量，特定义开关函数Sx(x=a、b、c)为：

(Sa、Sb、Sc)的全部可能组合共有八个，包括6个非零矢量Ul(001)、U2(010)、U3(011)、U4(100)、U5(101)、U6(110)和两个零矢量U0(000)、U7(111)，下面以其中一种开关组合为例分析，假设Sx(x=a、b、c)=(100)，逆变电路如如图2所示，电压关系见式1-2。

求解上述方程可得：Uan=2Ud /3、UbN=-Ud/3、UcN=-Ud/3。同理可计算出其它各种组合下的空间电压矢量，列表如1所示：

采用SVPWM逆变技术时，在平面中的任何一个电压矢量Ｕout，都可以由６个基本电压空间矢量以及零电压空间矢量根据不同的作用时间叠加合成。从图3中可以发现基本电压空间矢量V1-V6将平面划分为６个扇区。每个扇区对应的时间均为π/3。设某时刻Ｕout转到某个扇区中，组成此扇区的两个非零电压空间矢量，按照逆时针方向设定为Vn、Vn+1，分别对应的作用时间为T1、T2。Tpwm为PWM采样周期。当Ｕout所处的扇区为ｎ时，Ｕout就可以通过Vn、Vn+1组合 而成。如式1-3所示：

其中ｎ为1-6所有的整数；式1-4中T0零电压矢量的作用时间。在一个SVPM采样周期内，通过改变基电压矢量的作用时间，使得由基电压矢量合成的矢量大小都相等，那么当Tpwm取非常小的值时，则合成的空间电压矢量近似成为一个圆形，这就是SVPWM方式的工作原理。

二、 SVPWM算法的MATLAB实现

SVPWM的调制原理就是在很短的时间间隔内，通过线性组合电压型逆变器的开关时间，得到圆形的磁链矢量轨迹的PWM方式。SVPWM算法的基本流程有三个步骤：一是扇区的判断；二是确定相邻空间电压矢量的作用时间；三是确定开关顺序及电压空间矢量的切换时间，尽量减少开关管的开关次数及开关损耗。

2.1 电压矢量Ｕout所处扇区的判断

SVPWM的算法是基于两相静止坐标系来实现的，由Uα和Uβ所决定的空间电压矢量所处的扇区（其中Uα=|Uout|cosθ，Uβ=|Uout|sinθ）。假定合成的电压矢量落在第I扇区，可知其等价条件如下：

0º<arctan(Uβ/Uα)<60º

以此类推，可以得出每个扇区对应Uα、Uβ的数值关系见表2。

若进一步分析以上的条件，可看出参考电压矢量Ｕout所在的扇区完全由Uβ,Uα-√3Uβ,-√3Uα-Uβ三式决定，因此令式子1-6：

再定义,若U1>0,则 A=1,否则 A=0;若U2>0,则 B=1,否则 B=0；若U3>0,则C=1,否则 C=0。可以看出A，B，C之间共有八种组合，但由判断扇区的公式可知A，B，C不会同时为1或同时为0，所以实际的组合是六种，A，B，C组合取不同的值对应着不同的扇区，并且是一一对应的，因此完全可以由 A，B，C的组合判断所在的扇区。为区别六种状态，令N=4C+2B+A表示成二进制形式如N=5表示101，即C=1，B=0，A=1），则可以通过3表计算参考电压矢量Ｕout所在的扇区。

采用上述方法，只需经过简单的加减及逻辑运算即可确定所在的扇区，对于提高系统的响应速度和进行仿真都是很有意义的。

2.2 合成矢量作用时间的确定

设合成矢量Ｕout所处的扇区号为Ⅰ时，由图3可知：此时ｎ值为１，合成电压矢量由V1与V2以及零电压空间矢量利用平均等效原则得到，可知Ｕout×Ｔpwm ＝V1×Ｔ1＋V2×Ｔ2在两相静止坐标系α－β中，向α轴和β轴作投影，根据三角函数关系可求：

又因为V1＝V2＝２Udc/3，故可算出T1与T2的值为：

为了求取基本空间电压矢量开关作用时间，可是设中间变量分别为X、Y、Z，如式子1-9所示：

在不同扇区，T1和T2与中间变量X、Y、Z的关系如表4所示

T1和T2赋值后还要对其进行饱和判断，当T1+T2＞Ts，则取T1=T1×Ts/(T1+T2)，T2=T2×Ts/(T1+T2)。

2.3 确定开关顺序及电压空间矢量的切换时刻

上述已经得到任意方向电压空间矢量实现所需要的基本电压空间矢量作用时间的PWM波形，进一步讨论如何在数字信号处理器的PWM模块中实现。定义下面三个式子：

上式中taon、tbon、tcon为一组开关作用顺序下的第一次、第二次、第三次开关切换时刻。再定义与上桥臂V1、V3、V5所对应的开通和关断时间分别定义为Ta、Tb、Tc。如图4所示为１号扇区的电压空间矢量实现时的开关切换时刻、上桥臂比较寄存器的值和开关状态PWM之间的对应关系。首先确定开关状态PWM波形，之后自纵坐标低到高的顺序确定开关切换时刻taon、tbon、tcon最后对应比较寄存器的值。

同理，可以获得其他扇区中开关切换时刻和比较寄存器的值之间的对照关系，如表5所示。

三、 SVPWM的SIMULINK建模与仿真分析

3.1 SVPWM的SIMULINK建模

SVPWM的仿真模块由四部分组成分别是扇区的判断、确定基本电压矢量作用时间、确定电压空间矢量切换时刻、和生成SVPWM波形。

3.1.1 扇区的判断

扇区的判断可以根据式（1-6）求出Ｎ值，再利用表3所示Ｎ值和扇区的关系进行搭建，判断扇区的模型如图5所示。

3.1.2 计算相邻矢量作用时间

T1、T2计算模块可以根据式(1-8)、(1-9)求出中间变量X、Y、Z（如图6），然后利用表4中T1和T2与中间变量之间的关系进行搭建如图7，图8是进行饱和判断后输出T1和T2模块。

3.1.3 确定电压矢量切换时间

计算电压矢量切换时间Ta、Tb、Tc的模块可以根据式（1-10）及表5进行搭建，具体如图9所示。

3.1.4 生成SVPWM波

SVPWM波可以由等腰三角波与计算得到的Ta、Tb、Tc值相比较，将两者之间的差值二值化为１和０可得到三路PWM信号。将这三路信号进行类型转换和取反操作转化为双进度类型可以得到另外三路空间矢量PWM信号。具体如 图10所示，将所有子系统集成后SVPWM波模块如图11所示。

3.2 仿真结果及分析

为了检验模型的正确性，结合阻感性负载进行仿真。参数设置为：直流侧电压Udc=500V；开关频率5KHz；电阻R=5Ω；电感=0.2H。SVPWM仿真结果如图12、13所示。

由图可以看出，输出的负载相电压、线电压和理论值基本相等，说明了仿真模型的正确性。

四、 总结

仿真是产品设计的重要手段，本文用MATLAB的SIMULINK对SVPWM 进行了仿真实现，仿真建模简单。为检验仿真模型的正确性，结合阻感性负载进行系统仿真，从输出的相关波形来看，仿真效果良好。

后续可以结合永磁同步电机进行仿真，建立电流、速度双闭环的仿真模型，通过转速波形、转矩波形等的分析，体会SVPWM控制策略在电机调速系统中的特点。