使用 Simulink 進行電機控制設計,使用仿真和原型硬件驗證和測試控制算法。其高效的電機控制算法開發工作流程包括:構建精確的系統模型,通常會借助包含電機、驅動器電子器件、傳感器和負載的庫。生成 ANSI、ISO 或針對處理器優化過的 C 代碼和 HDL 以進行實時測試和實現。Simulink電機控制算法可調節速度、扭矩和其他性能特征,通常用于精密定位。在進行昂貴的硬件測試之前,通過仿真評估控制算法可以有效確定電機控制器設計的適用性、縮減算法開發的時間和成本。
1. Motor Control Blockset 提供一系列 Simulink 模塊,可用于為無刷電機創建和調優磁場定向控制算法和其他算法。這些模塊包括帕克和克拉克變換、無傳感器觀測器、弱磁、空間矢量發生器和磁場定向控制 (FOC) 自動調節器。您可以使用模塊集中包含的電機和逆變器模型,在閉環仿真中驗證控制算法。
2. 使用 Simulink 和 Simscape 以不同逼真度對電機和電機驅動器進行建模和仿真。電機建模和電機仿真可幫助您執行包括系統級性能分析和詳細電機驅動設計在內的各種任務。在電機模型和電機仿真中,每項任務都需要捕獲各種物理效應。電機驅動設計師可能需要導入有限元分析 (FEA) 數據,以優化驅動設計參數,同時將損耗降至最低。系統工程師通常依靠更抽象的電機建模,這種建模能夠平衡機械和電力以加快電機仿真,并分析電機驅動設備的系統級性能。
Simulink 和 Simscape 支持以多個逼真度進行電機建模和電機仿真:
1) 系統設計:無脈寬調制 (PWM) 或電力電氣開關;簡化動態性能;基于能量的穩態等效和效率映射建模
2) 控制設計:理想開關;集總參數建模;線性扭矩-電流關系
3) 電機驅動設計:非理想開關 - 基于物理學的功率半導體建模; 飽和度 - 電流和/或轉子角度的非線性相關;空間諧波 - 包括磁鏈中齒槽和諧波導致的扭矩波動