1.基于矩陣變換器的永磁同步電機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述基于矩陣變換器的永磁同步電機控制系統(tǒng)包括主電路、檢測電路、控制電路、驅(qū)動電路、信號處理電路以及箝位電路；
所述主電路包括三相交流電源(11)、RLC輸入濾波器(12)、雙向開關(guān)矩陣電路(13)以及永磁同步電機(PMSM)(14)；
所述檢測電路包括輸入電壓檢測模塊(21)、輸出電壓電流檢測模塊(22)以及光電編碼器(23)，其中，所述輸入電壓檢測模塊(21)用于進行輸入相電壓過零點檢測，所述輸出電壓電流檢測模塊(22)用于進行輸出電流極性檢測、輸出電壓大小檢測和輸出電流大小檢測，而所述光電編碼器用于對永磁同步電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子初始位置進行檢測；
所述控制電路包括ARM模塊和FPGA模塊，以實現(xiàn)坐標變換、計算定子磁鏈、計算電磁轉(zhuǎn)矩、輸入電流扇區(qū)、輸出電壓扇區(qū)以及求出矢量作用時間和矢量分配情況的功能；
所述驅(qū)動電路用于對所述控制電路中的FPGA輸出的PWM信號進行放大以及隔離驅(qū)動雙向開關(guān)矩陣電路(13)中的開關(guān)管；
所述信號處理電路用于對所述輸入電壓檢測模塊(21)及所述輸出電壓電流檢測模塊(22)采集的信號進行限幅、濾波和比較整形；
所述箝位電路用于保護雙向開關(guān)矩陣電路(13)中的開關(guān)管免遭過壓損壞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于矩陣變換器的永磁同步電機控制系統(tǒng)，其特征在于：
所述箝位電路包括過壓吸收電路模塊和泄放電路模塊；
所述過壓吸收電路模塊包括第一電容(C1)、第二電容(C2)、第九電阻(R9)、第十電阻(R10)以及多個二極管；所述過壓吸收電路模塊和所述泄放電路模塊用于在所述雙向開關(guān)矩陣電路(13)帶感性負載時，通斷切換所述雙向開關(guān)矩陣電路(13)中的開關(guān)管瞬間形成高壓尖峰，通過高壓尖峰能量對第一電容(C1)和第二電容(C2)進行充電以保護所述雙向開關(guān)矩陣電路(13)中的開關(guān)管；所述第九電阻(R9)和所述第十電阻(R10)為均壓電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于矩陣變換器的永磁同步電機控制系統(tǒng)，其特征在于：
所述多個二極管包括6組二極管，所述6組二極管中的每一組包括兩個串聯(lián)的二極管，所述6組二極管并聯(lián)連接于所述泄放電路模塊的兩端；
所述第一電容(C1)的一端和所述第十電阻(R10)的一端連接后與所述泄放電路模塊的一端(M)相連接，所述第一電容(C1)的另一端、所述第十電阻(R10)的另一端、所述第二電容(C2)的一端以及所述第九電阻(R9)的一端連接在一起，所述第二電容(C2)的另一端和所述第九電阻(R9)的另一端連接后與所述泄放電路模塊的另一端(N)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于矩陣變換器的永磁同步電機控制系統(tǒng)，其特征在于：
所述泄放電路模塊包括第七電阻(R7)、第八電阻(R8)、第六電阻(R6)、第三電容(C3)、電壓比較器(LM339)、第一電阻(R1)、光耦合器(TLP250)、第二電阻(R2)、第四電容(C4)、第三電阻(R3)、穩(wěn)壓二極管(ZD5)、第四電阻(R4)、開關(guān)管(Q1)、第五電阻(R5)和第一二極管(D1)；其中，所述第八電阻(R8)和所述第六電阻(R6)為可變電阻，所述第四電容(C4)為電解電容，所述第五電阻(R5)為泄放電阻；
所述第七電阻(R7)的一端和所述第五電阻(R5)的一端相連接后作為M端，所述第五電阻(R5)的另一端連接所述開關(guān)管(Q1)的集電極；所述第七電阻(R7)的另一端連接所述第八電阻(R8)的一個固定端，所述第八電阻(R8)的另一個固定端作為N端；所述第八電阻(R8)的可調(diào)端連接至所述電壓比較器(LM339)的5引腳；所述電壓比較器(LM339)的3引腳接入+15V電壓端、且與所述第六電阻(R6)的一個固定端相連接，所述第六電阻(R6)的另一個固定端連接至所述電壓比較器(LM339)的4引腳且接地，所述電壓比較器(LM339)的4引腳還與所述第六電阻(R6)的可調(diào)端相連接；所述第三電容(C3)接于所述電壓比較器(LM339)的5引腳與4引腳之間，所述電壓比較器(LM339)的12引腳接入-15V電壓端；
所述電壓比較器(LM339)的2引腳連接所述第一電阻(R1)的一端，所述第一電阻(R1)的另一端連接所述光耦合器(TLP250)的3引腳，所述光耦合器(TLP250)的2引腳連接+5V電壓；所述光耦合器(TLP250)的8引腳與所述第三電阻(R3)的一端連接后接入20V電壓端，所述第三電阻(R3)的另一端連接所述穩(wěn)壓二極管(ZD5)的負極，所述穩(wěn)壓二極管(ZD5)的正極接地；所述光耦合器(TLP250)的6引腳連接所述第二電阻(R2)的一端，所述第二電阻(R2)的另一端連接所述開關(guān)管(Q1)的柵極，所述開關(guān)管(Q1)的發(fā)射極連接所述N端；所述第四電阻(R4)接于所述開關(guān)管(Q1)的柵極與發(fā)射極之間；所述光耦合器(TLP250)的5引腳與所述第四電容(C4)的負極相連后接地，所述第四電容(C4)的正極連接至所述開關(guān)管(Q1)的發(fā)射極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于矩陣變換器的永磁同步電機控制系統(tǒng)，其特征在于，當因短路保護而使得所述主電路的開關(guān)管全部關(guān)斷時，所述泄放電路模塊的母線電壓MN迅速上升：當所述母線電壓MN大于電路預設電壓時，所述開關(guān)管(Q1)導通，過壓產(chǎn)生的能量通過所述第五電阻(R5)進行泄放，當所述母線電壓MN降低到預設值以下時，所述開關(guān)管(Q1)關(guān)斷，系統(tǒng)恢復正常。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于矩陣變換器的永磁同步電機控制系統(tǒng)，其特征在于，在矩陣變換器雙空間矢量調(diào)制的基礎上，結(jié)合直接轉(zhuǎn)矩控制，把雙向開關(guān)矩陣電路(13)和永磁同步電機(14)視為一體，同時實現(xiàn)雙向開關(guān)矩陣電路(13)的空間矢量調(diào)制和永磁同步電機(14)的直接轉(zhuǎn)矩控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于矩陣變換器的永磁同步電機控制系統(tǒng)，其特征在于，對于虛擬整流側(cè)，采用預測設定功率因數(shù)值的方法，將預測設定值引入到雙向開關(guān)矩陣電路(13)的算法中，以此來抵消由于引入所述RLC輸入濾波器(12)而造成網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)值降低的影響，使其網(wǎng)側(cè)工作在單位功率因數(shù)下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于矩陣變換器的永磁同步電機控制系統(tǒng)，其特征在于，對于虛擬逆變側(cè)，永磁同步電機(14)采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略，將轉(zhuǎn)矩、磁鏈及磁鏈扇區(qū)分布狀態(tài)碼引入到雙向開關(guān)矩陣電路(13)的空間矢量調(diào)制算法中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于矩陣變換器的永磁同步電機控制系統(tǒng)，其特征在于，采用基于前向BP神經(jīng)網(wǎng)絡的網(wǎng)測功率因數(shù)調(diào)節(jié)算法，來確定雙向開關(guān)矩陣電路(13)預測功率因數(shù)值。