磁场定向控制

利用仿真开发面向磁场的控制算法

电机控制块集

设计并实现电机控制算法

面向现场的控制提供每个放大器的最大扭矩或现场削弱控制适用于各种类型的电机,包括电感电机、永磁同步电机(PMSMs)和无刷直流电机(BLDC)。

下面的框图显示了面向字段的控制架构,包括以下组件:

  • 电流控制器由两个比例积分控制器组成
  • 可选的外环速度控制器和电流参考生成器
  • Clarke, Park和逆Park变换是在静止和旋转同步帧之间进行转换
  • 一种空间矢量调制将vα和vβ指令转换为应用于定子绕组的脉宽调制信号的算法
  • 保护和辅助功能,包括启动和关机逻辑
  • 如果需要无传感器控制,可选的观测器估计转子角位置

面向现场控制的框图。

电机控制工程师指导面向领域的控制执行以下任务:

  • 为电流环开发带有两个PI控制器的控制器架构
  • 为可选的外速和位置环开发PI控制器
  • 调整所有PI控制器的收益以满足性能要求
  • 设计一个空间矢量调制器,用于控制PWM
  • 设计一种观测器算法,用于无传感器控制时的转子位置和速度估计
  • 设计最大扭矩每安培或现场削弱控制算法生成最优id_ref和iq_ref
  • 实现计算高效的公园,克拉克和逆园变换
  • 设计故障检测和保护逻辑
  • 在不同的操作条件下验证和验证控制器性能
  • 在微控制器或FPGA上实现固定或浮点的控制器

使用Simulink面向现场的控制设计万博1manbetx®允许您在硬件测试前使用多速率仿真来设计、调整和验证控制算法,并在整个电机操作范围内检测和纠正错误。使用Simulink进行仿真,可以减少原型测万博1manbetx试的数量,并验证控制算法对不适合在硬件上测试的故障条件的鲁棒性。您可以:

  • 型号多样的电机,包括同步和异步三相电机。您可以创建和切换不同保真度级别的模型,从简单的第一性原理、总合模型到高保真、基于通量的非线性模型,这些模型是通过从有限元分析工具(如ANSYS)导入创建的®麦克斯韦®,jmag.®和Femtet®
  • 模型电流控制器,速度控制器和调制器。
  • 型号逆变电力电子设备。
  • 调谐控制系统使用线性控制设计技术获得,例如Bode Plot和Root轨迹以及自动PID调谐等技术。
  • 模型启动,关机和错误模式和设计降级和保护逻辑,以确保安全操作。
  • 设计转子位置和速度估计的观测器算法。
  • 优化id_ref和iq_ref,以确保最小的功率损失,运行高于转子公称转速,并在参数不确定的情况下正确运行。
  • 设计信号调节和I / O通道的处理算法。
  • 运行电机和控制器的闭环模拟,以测试正常和异常操作场景的系统性能。
  • 自动生成ANSI,ISO或处理器优化的C代码和HDL,以实现快速原型设计,硬件循环测试和生产实现。

通过交互式示例和教程,从基本任务到更高级的操作。

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MathWorks社区为学生、研究人员和工程师使用Simulink将电力电子控制应用于电动汽车、可再生能源、电池系统、电力转换和电机控制。万博1manbetx

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