使用 Simulink 进行电机控制设计,使用仿真和原型硬件验证和测试控制算法。其高效的电机控制算法开发工作流程包括:构建精确的系统模型,通常会借助包含电机、驱动器电子器件、传感器和负载的库。生成 ANSI、ISO 或针对处理器优化过的 C 代码和 HDL 以进行实时测试和实现。Simulink电机控制算法可调节速度、扭矩和其他性能特征,通常用于精密定位。在进行昂贵的硬件测试之前,通过仿真评估控制算法可以有效确定电机控制器设计的适用性、缩减算法开发的时间和成本。
1. Motor Control Blockset 提供一系列 Simulink 模块,可用于为无刷电机创建和调优磁场定向控制算法和其他算法。这些模块包括帕克和克拉克变换、无传感器观测器、弱磁、空间矢量发生器和磁场定向控制 (FOC) 自动调节器。您可以使用模块集中包含的电机和逆变器模型,在闭环仿真中验证控制算法。
2. 使用 Simulink 和 Simscape 以不同逼真度对电机和电机驱动器进行建模和仿真。电机建模和电机仿真可帮助您执行包括系统级性能分析和详细电机驱动设计在内的各种任务。在电机模型和电机仿真中,每项任务都需要捕获各种物理效应。电机驱动设计师可能需要导入有限元分析 (FEA) 数据,以优化驱动设计参数,同时将损耗降至最低。系统工程师通常依靠更抽象的电机建模,这种建模能够平衡机械和电力以加快电机仿真,并分析电机驱动设备的系统级性能。
Simulink 和 Simscape 支持以多个逼真度进行电机建模和电机仿真:
1) 系统设计:无脉宽调制 (PWM) 或电力电气开关;简化动态性能;基于能量的稳态等效和效率映射建模
2) 控制设计:理想开关;集总参数建模;线性扭矩-电流关系
3) 电机驱动设计:非理想开关 - 基于物理学的功率半导体建模; 饱和度 - 电流和/或转子角度的非线性相关;空间谐波 - 包括磁链中齿槽和谐波导致的扭矩波动