基于DSP的永磁同步電機建模

鄒祎

摘要： 永磁同步電機控制系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真中，真實的控制器與逆變器模型及其永磁同步電機模型連接以完成仿真測試，本文對硬件在環(huán)仿真方案中的永磁同步電機模型進行研究，基于DSP建立永磁同步電機模型，并在MATLAB中進行仿真，仿真結(jié)果表明，模型運行正常。

Abstract： In Hardware-in-Loop simulation of PMSM， real controller relates with virtual inverter model and PMSM model to achieve simulation. This paper researches on PMSM model in HIL simulation and construct model of PMSM in DSP then verifies simulation in MATLAB. The result shows that model works well.

關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)挖掘；模型與算法；應(yīng)用發(fā)展方

Key words： DSP；PMSM；MATLAB

中圖分類號：TJ811 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）35-0117-02

0 引言

硬件在環(huán)仿真是以實時處理器運行仿真模型來模擬受控對象的運行狀態(tài)，通過I/O接口與被測對象相連接。永磁同步電機控制系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真能對永磁同步電機控制系統(tǒng)實現(xiàn)兼顧全面度和精細(xì)度的仿真，該硬件在環(huán)仿真方案中的永磁同步電機模型仿真步長為微秒級，適合建立在DSP中。本文對基于DSP中的永磁同步電機模型進行了研究。

3 仿真驗證

為了驗證DSP中離散化電機模型的正確性，基于Matlab的S-Function功能對該電機進行開環(huán)仿真，

S-Function是Matlab的一種用戶自定義模型的接口，它提供的形式非常全面，包括連續(xù)、離散和混合系統(tǒng)，幾乎所有的Simulink模型都可以被描述為S-Function，因此用C語言描述該電機模型后可以將該模型加進Simulink模型，從而驗證模型的正確性。電機模型參數(shù)如表1，開環(huán)仿真圖如圖1所示。

Sine Wave1-3均為采樣周期為3kHz的離散化正弦波形，三相之間互差120，正弦信號頻率為24Hz，電機的負(fù)載轉(zhuǎn)矩設(shè)置為10N·m。

因為在建立電機模型的過程中形成了轉(zhuǎn)子位置反饋的簡單閉環(huán)，所以IA、Te、？棕e等輸出量都能得到一定程度的控制。IA波形如圖2（a）所示，電流波形為較為理想的頻率接近24Hz的正弦波；電磁轉(zhuǎn)矩Te波形如圖2（b）所示，由波形可得經(jīng)過一段時間的大幅震蕩以后，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩在9～11的區(qū)間內(nèi)小幅振蕩；電角速度？棕e的波形如圖2（c）所示，觀察電角速度波形可得，經(jīng)過一段時間的大幅震蕩之后，速度在150弧度每秒附近振蕩，電機電角度？茲e圖2（d）波形也表明電機以相對穩(wěn)定的速度旋轉(zhuǎn)，該開環(huán)仿真從理論上驗證了該模型的正確性。

4 小結(jié)

本文基于永磁同步電機的硬件在環(huán)仿真方案在DSP中建立了永磁同步電機模型，對常系數(shù)微分方程經(jīng)離散化后轉(zhuǎn)化為查分方程經(jīng)編程后燒入DSP中，最后對離散化的模型進行了MATLAB仿真，仿真結(jié)果驗證了模型的正確性。

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