无刷直流电机控制

利用仿真开发无刷直流电机控制算法

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电机控制算法的设计与实现

电子换向或“无刷”电机继续增长的流行,因为他们提供更高的电力效率和扭矩重量比机械换向或“无刷”同行。无刷直流(BLDC)电机通常被定义为永磁同步电机(PMSMs),由于定子绕组的集中呈现梯形反电动势。这将无刷直流电机与PMSM电机区别开来,后者由于分布定子绕组而呈现正弦反电动势。

无刷直流和永磁同步电机运行的MATLAB动画比较。动画是基于Simscape电子模型的仿真结果。

无刷直流电机通常使用梯形控制,但磁场定向控制也被使用。永磁同步电动机通常只使用磁场定向控制。梯形无刷直流电动机控制是一种比磁场定向控制简单的控制技术;它一次只给两个阶段供电。力矩控制只需要一个PID控制器,与场定向控制相反,不需要使用Park和Clarke变换进行坐标变换。

用MATLAB动画比较一极和二极对无刷直流电机的运行。动画是基于Simscape电子模型的仿真结果。

电机控制工程师采用梯形法设计无刷直流电机控制器,完成以下任务:

  • 为内部电流/电压回路开发一个PI控制器的控制器架构
  • 为可选的外部速度和位置回路开发PI控制器
  • 调整所有PI控制器的增益,以满足性能要求
  • 设计支持向量机控制
  • 设计故障检测和保护逻辑
  • 在不同的操作条件下验证控制器的性能
  • 在微控制器上实现一个固定或浮点控制器

采用无刷直流电机控制设计万博1manbetx®在硬件测试之前,您可以使用多速率模拟来设计、调整和验证控制算法,并在电机的整个操作范围内检测和纠正错误。利用Simulink进行仿真,可以减少原型测万博1manbetx试的次数,并验证控制算法对硬件上无法测试的故障条件的鲁棒性。您可以:

  • 带梯形或任意反电动势的无刷直流电动机模型
  • 模型电流控制器,速度控制器和调制器
  • 模型逆变器功率电子器件
  • 调整无刷直流电机控制系统增益使用线性控制设计技术,如伯德图和根轨迹和技术,如自动PID整定
  • 模型启动、关闭、错误模式,设计降额和保护逻辑,确保安全运行
  • 为I/O通道设计信号调理和处理算法
  • 对电机和控制器进行闭环仿真,测试系统在正常和异常运行场景下的性能
  • 自动生成ANSI、ISO或处理器优化的C代码和HDL,用于快速原型设计、在环硬件测试和生产实现

通过交互式的例子和教程,从基本任务到更高级的演习。

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