基于cpld的无刷直流电机控制器设计毕业(论文)设计 下载本文

浙江理工大学本科毕业设计(论文)

之间关系。而线(lines/signals),描述了不同方块图的输入输出变量间的传递关系。其中用来连接模块的带箭头线的功能是,单向的把自己的输出值赋给与其相连的下一个方块图的输入值,只有逻辑意义;而连接电气元件不带箭头的线具有电气特性,值的传递是双向的。

(2)运行Simulink的仿真功能,在我们设定的仿真条件下:

而上面所指的数学方程指的是:代数方程、微分方程和差分方程。其中用代

数方程描述的模型是无状态模型;微分方程描述的模型是有连续状态的模型,用数值积分算法求解(ODE求解器);差分方程描述的模型是有离散状态的模型,用离散求解器对其进行求解。而运行Simulink进行仿真,即是求解这些方程的解。

3.3 Simulink建模

所采用的仿真平台版本:MATLAB/Simulink 2012b。

3.3.1 BLDC模型

采用MATLAB/Simulink2012b,Simulink仿真环境内置的BLDC模型,如下

图3-1所示。

图3-1 BLDC Simulink 仿真模型

Simulink没有独立的BLDC仿真模型,而是内置在永磁同步电机(Permanent

Magnet Synchronous Machine)Simulink模型内部,通过选择梯形波逆感应电动势(Trapezoidal Back EMF Waveform)选项构造实现。其各参数具体介绍及设置如下:

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模型构造选项卡(Configuration Tab):

电机绕组相数(Number of Phases):

用于选择是构造3相还是5相绕组的电机。但选择5相时,将只能默认使用

正弦型逆感应电动势的电机,即永磁同步电机。 逆感应电动势波形(Back EMF Waveform):

用于选择是构造具有正弦波还是梯形波逆感应电动势的电机。

负载输入(Mechanical Input):

选择施加在电机轴上的负载转矩的形式。

恒定转矩输入(Torque Tm):加载在电机轴上的负载转矩,始终和电机外部

Tm 端所施加的值相一致。

恒定转速输入(Speed w):加载在电机轴上的负载的转速,始终和电机外部

w端所施加的值相一致。

机械传动端口输入(Mechanical rotational port):使得电机模型在Simulink

仿真环境中直接连接别的有轴的机械模型。

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电机参数选项卡(Perameters Tab):

定子相电阻(Stator Phase Resistance):

定子各相绕组电阻Rs(Ω)。

定子电感(Stator Inductances):

对于梯形波逆感应电动势的电机模型来说,这即是指绕组线圈自身的电感

Ls(H)。

指定电机常数(Specify a Machine Constant):

磁铁建立的磁链(Flux linkage established by magnets):

由磁体产生的定子每个绕组内的磁通量λ(Wb)为恒定值。

电压恒定(Voltage Constant):

电机转数为1000rpm时,绕组开路峰值的线到线电压的大小。

转矩恒定(Torque Constant):

每安培电流提供的转矩为定值。这个定值是假设电机被一个可以提供完美的

电流与逆感应电动势相同步的逆变器所驱动。 反电动势平坦顶部区域(Back EMF Flat Top Area):

梯形逆感应电动势磁场中,波形半周期上顶部的宽度Φ(degrees)。

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转动惯量,粘性阻尼,磁极对数,静摩擦转矩(Inertia,Viscous Damping,Pole Pairs,Static Friction):

电机自身和所连负载的等效转动惯量J(kg.m2),电机自身和所连负载的等

效阻尼系数F(N.m.s),电机磁极对数p,电机轴上所受静摩擦转矩Tf(N.m)。 初始条件(Initial Conditions):

指定电机的初始转速(rad/s),电机初始角度Θm (degrees),初始瞬时相电流

(A)。

三相电机的格式为[wm, Θm,ia,ib]。其中省略ic的原因是,定子绕组是星形连

接的,而连接点是孤立的。这使得ic??ia?ib(基尔霍夫电流定律)。 高级选项卡(Advanced Tab):

采样时间(Sample Time):

指定模型的采样时间。如果想继承Powergui模块的采样时间设定,只需把参

数设定为-1。

转子角度为0时的磁场位置(Rotor Flux Position When theta = 0):

设定磁场相对于A相绕组轴线的初始位置。

设定好模型的参数后,模型会有Tm,A,B,C,m这5个输入输出端口。其

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