[發(fā)明專利]無刷直流電機的仿真控制方法以及仿真系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710098372.6
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106814637A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴(yán)運兵;陳濤;錢能;葉剛;張振宇;鄒梓杰
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)42231
• 代理人: 黃君軍

1.一種無刷直流電機的仿真控制方法，其特征在于，包括：

S1、根據(jù)電機轉(zhuǎn)子位置以及電機轉(zhuǎn)速，獲取BLDCM本體模塊中的反電動勢；

S2、采用PI控制器來建立速度控制模塊，用于輸出參考電流的幅值；

S3、建立霍爾信號生成模塊，用于生成模擬霍爾信號，并通過所述模擬霍爾信號來實現(xiàn)電機換相；

S4、建立參考電流模塊以及電流滯環(huán)控制模塊，所述參考電流模塊用于根據(jù)所述參考電流的幅值以及所述模擬霍爾信號給出參考電流，并將所述參考電流輸入所述電流滯環(huán)控制模塊；所述電流滯環(huán)控制模塊用于接收所述參考電流以及輸入的實際電流，并對所述實際電流進行調(diào)節(jié)，產(chǎn)生逆變器控制信號并輸出；

S5、建立逆變電路模塊，其用于接收所述逆變器控制信號，并輸出電壓信號。

2.如權(quán)利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述電機為兩相導(dǎo)通三相六狀態(tài)星形連接的永磁無刷直流電機。

3.如權(quán)利要求2所述的建模方法，其特征在于，步驟S1包括：

S31、根據(jù)公式(1)-(4)分別搭建電壓方程模塊、反電動勢求取模塊、電磁轉(zhuǎn)矩模塊和機械轉(zhuǎn)矩模塊；所述公式(1)-(4)分別如下：

$u_n=\frac{1}{3}\[u_a+u_b+u_c-(e_a+e_b+e_c)\]---\left(1\right)$

$\left[\begin{array}{c}{u}_a\\ u_b\\ u_c\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}r& 0& 0\\ 0& r& 0\\ 0& 0& r\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_a\\ i_b\\ i_c\end{array}\right]+\left[\begin{array}{ccc}L-M& 0& 0\\ 0& L-M& 0\\ 0& 0& L-M\end{array}\right]P\left[\begin{array}{c}{i}_a\\ i_b\\ i_c\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{e}_a\\ e_b\\ e_c\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{u}_n\\ u_n\\ u_n\end{array}\right]---\left(2\right)$

$T_e=\frac{1}{w}(e_a{i}_a+e_b{i}_b+e_c{i}_c)---\left(3\right)$

$T_e-T_L-Bw=J\frac{dw}{dt}---\left(4\right)$

所述公式(1)-(4)中，u_a，u_b，u_c為定子繞組相電壓；i_a，i_b，i_c為定子繞組相電流；e_a，e_b，e_c為定子繞組感應(yīng)電動勢；r為定子相電阻；L為每相繞組的自感；M為每兩相繞組間的互感；P為微分算子且P＝d/dt；u_n為中性點電壓；w為電機的轉(zhuǎn)動角速度；T_e為電磁轉(zhuǎn)矩；T_L為負(fù)載轉(zhuǎn)矩；J為電機轉(zhuǎn)動慣量；B為阻尼系數(shù)；

S32、將所述電機轉(zhuǎn)子位置分為六個區(qū)域：0～π/3，π/3～2π/3，2π/3～π，π～4π/3，4π/3～5π/3，5π/3～2π；

S33、根據(jù)所述電機轉(zhuǎn)子位置和電機轉(zhuǎn)速信號，分別求出各相反電動勢在所述六個區(qū)域的對應(yīng)的直線方程；

S34、利用MATLAB/Simulink中S函數(shù)來求取三相反電動勢。