电机FOC控制与Simulink电机仿真（下）

引言

在上篇文章中，我们简要介绍了电机磁场定向控制（FOC）的基础理论，说明了永磁同步电机（PMSM）与交流感应电机（ACIM）的控制差异，并对TMC4671芯片与RIO6100仿真计算机构建的仿真测试验证系统组成做了介绍。在此基础上，本文将着重讨论Simulink电机模型开发与部署，及其相关实验结果。

Simulink电机模型介绍

实验涉及的simulink电机模型来源于Mathworks官方社区，经必要的调整以及定点化以适应FPGA仿真应用要求。Simulink电机模型主要包括INVERTER逆变器模型、PMSM/ACIM电机本体模型、旋转变压器/增量编码器接口模型等。

电机仿真模型-INVERTER

Simulink 模块库提供专业的电机相关模块，如两电平逆变器模块与三电平 NPC 逆变器模块等，实验人员可利用这些模块，可高效整合开发，构建起完整的电机模型，实现从信号处理到系统级仿真的全流程设计。

图1：两电平逆变器模块

该模块适用于两电平逆变器可用于HDL代码生成兼容的 Simulink 模型。为提高仿真精度，采用周期平均技术处理输入PWM信号，即在一个仿真步长内对 PWM 信号进行平均。

图2：两电平逆变器模块输入输出信号定义

图3：两电平逆变器模块信号参数配置

上图为该模块的输入输出信号定义与信号参数配置。

图4：三电平NPC逆变器模块

该模块适用于三电平NPC逆变器可用于HDL代码生成兼容的 Simulink 模型。为提高仿真精度，采用周期平均技术处理输入PWM信号，即在一个仿真步长内对 PWM 信号进行平均。

图5：三电平NPC逆变器输入输出信号定义

图6：三电平NPC逆变器信号参数配置

上图为该模块的输入输出信号定义与信号参数配置。

电机仿真模型-PMSM