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1摘要随着全控型快速半导体自开关器件和智能型高速微控制芯片的发展，使得数字化PWM成为PWM控制技术发展的趋势。但是传统的SPWM法比较适合模拟电路实现，不适应于现代电力电子技术数字化的发展趋势。电压空间矢量脉宽调制(SpaceVectorPulseWidthModulation，简称SVPWM)控制技术是一种优化了的PWM控制技术，和传统的PWM法相比，不但具有直流利用率高(比传统的SPWM法提高了约15%)，输出谐波少，控制方法简单等优点，而且易于实现数字化。本文首先对脉宽调制技术的发展现状进行了综述，在此基础上分析了电压空间矢量脉宽调制技术的发展现状，接着对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基本原理进行了详细的分析和推导。最后介绍了SVPWM的基本原理及其传统的实现算法,并通过SVPWM的算法构建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。关键字：空间矢量脉宽调制；仿真；建模；算法；Matlab/Simulink2AbstractTogetherwiththecontinualdevelopmentofall-controlledfastsemiconductorself-turn-offdevicesandintelligenthighspeedmicro-controlchip,thedigitizedPWMisbecomingthetrendofPWMcontroltechniquedevelopment.However,thetraditionalSPWMmethodismoresuitableforanalogcircuits,andthetraditionalSPWMcannotadapttothedevelopmenttrendofthedigitizationofthemodempowerandelectric.Space-vectorpulsewidthmodulation(SVPWM)isakindofsuperiorizedPWMcontroltechnique:achievingtheeffectiveutilizationoftheDCsupplyvoltage(comparedwiththetraditionalSPWM,reducedby15.47%),havinglittleharmonicoutputandtheeasycontrolmethod,furthermoreeasytorealizethedigitization.ThearticlepresentsthedevelopingconditionofPWMandSVPWMfirstly.ThetheoryofSVPWMisdiscussedindetail.Finally,thebasicprincipleofSVPWMandthetraditionalalgorithmareintroduced,andconstructingMatlab/SimulinksimulationmodelbySVPWMalgorithm.Intheend,thesimulationonresultsverifiesthecorrectnessandfeasibilityofthealgorithm.Keywords：svpwm；simulation；modeling；algorithm；Matlab/Simulink3目录摘要.......................................................................................................................................1Abstract.....................................................................................................................................2目录...................................................................................................................................3第一章概述.............................................................................................................................41.1MATLAB动态仿真工具SIMULINK简介..............................................................41.2SVPWM的控制算法.................................................................................................51.3参考电压矢量refU所处扇区N的判断...................................................................7第二章SVPWM控制算法分析...........................................................................................102.1常规SVPWM模式下，计算YXTT,.....................................................................102.2计算A，B，C三相相应的开关时间321,,cmcmcmTTT...........................................12第三章SVPWM的SIMULINK实现............................................................................133.1SVPWM控制算法原理图........................................................................................13第四章SVPWM的SIMULINK仿真结果........................................................................184.1波形图......................................................................................................................18总结.......................................................................................................................................20参考文献.................................................................................................................................214第一章概述1.1MATLAB动态仿真工具SIMULINK简介随着控制理论和控制系统的迅速发展，对控制效果的要求越来越高，控制算法也越来越复杂，因而控制器的设计也越来越困难。于是自然地出现了控制系统地计算机辅助设计技术。近30年来，控制系统的计算机辅助设计技术的发展已经达到了相当高的水平，出现了很多的计算机辅助设计语言和应用软件。目前，MATLAB(MatrixLaboratory)是当今国际上最流行的控制系统辅助设计的语言和软件工具。MATLAB是由MathWorks公司开发的一种主要用于数值计算及可视化图形处理的高科技计算语言。它将数值分析、矩阵计算、图形处理和仿真等诸多强大功能集成在一个极易使用的交互式环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的多科学提供了一种高效率的编程工具，集科学计算、自动控制、信号处理、神经网络、图象处理等于一体。MATLAB具有三大特点:1、功能强大:包括数值计算和符号计算，计算结果和编程可视化，数学和文字统一处理，离线和在线皆可处理;2、界面友好，语言自然:MATLAB以复数矩阵为计算单元，指令表达与标准教科书的数学表达式相近;3、开放性强:MATLAB有很好的可扩充性，可以把它当作一种更高级的语言去使用，可容易地编写各种通用或专用应用程序;正是由于MATLAB的这些特点，使它获得了对应用学科(特别是边缘科学和交叉科学)的极强适应力，并很快成为应用学科计算机辅助分析设计、仿真、教学乃至科技文字处理不可缺少的基础软件，成为欧美高等院校、科研机构教学与科研必备的基本工具。MATLAB有许多工具箱(Toolbox)，这些工具箱大致分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱。前者主要用来扩充MATLAB的符号计算功能、图视建模功能和文字处理功能以及与硬件实时交互功能;后者专业性较强，如控制工具箱(ControlToolbox)、神经网络工具箱(NeuralNetworkToolbox)、信号处理工具箱((Signal5ProcessingToolbox)等，使MATLAB在线性代数、矩阵分析、数值计算及优化，数理统计和随机信号分析、电路及系统、系统动力学、信号和图象处理、控制理论分析和系统设计、过程控制、建模和仿真、通信系统、财政金融等众多专业领域的理论研究和工程设计中得到了广泛应用。在MATLAB中，Simulink是一个比较特别的工具箱，它具有两个显著的功能:Simu(仿真)与Link(链接)，是实现动态系统建模、仿真的一个集成环境。具有模块化、可重载、可封装、面向结构图编程及可视化等特点，可大大提高系统仿真的效率和可靠性;同时，进一步扩展了MATLAB的功能，可实现多工作环境间文件互用和数据交换。它支持线性和非线性系统、连续时间系统和离散时间系统、连续和离散混合系统，而且系统可以是多进程的。Simulink提供了友好的图形用户界面(GUI)，模型由模块组成的框图来表示，用户建模通过简单的单击和拖动鼠标的动作就能完成。Simulink的模块库为用户提供了多种多样的功能模块，其中有连续系统(Continuous)、离散系统(Discrete)、非线性系统(Nonlinear)等几类基本系统构成的模块，以及连接、运算模块。而输入源模块(Sources)和接受模块(Sinks)则为模型仿真提供了信号源和结果输出设备。模型建立后，可以直接对它进行仿真分析。可以选择合适的输入源模块(如正弦波((SineWave))作信号输入，用适当的接收模块(如示波器(Scope))观察系统响应、分析系统特性、仿真结果输出到接收模块上。如果仿真结果不符合要求，则可以修改系统模型的参数，继续进行仿真分析。1.2SVPWM的控制算法一般来说，SVPWM的控制方案分为三个部分，即三相电压的区间分配、矢量合成的最佳序列选择和控制算法。电压的区间分配直接影响到具体的控制算法，矢量合成序列选择的不同则关系到开关损耗和谐波分量。在前一章中，详细地分析了SVPWM技术的基本调制算法。从中我们可知要实现SVPWM信号的实时调制，首先需要知道参考电压矢量refU所在的区间位置，然后利用所在的扇区的相邻两电压矢量和适当的零矢量来合成参考电压