FOC SVPWM BLDC直流无刷控制---simulink仿真

大家好,好久不见了,比较懒,随心写点。
前面两篇已经把FOC的控制原理瞎扯了一遍,现在就是控制了。大家都说FOC要先仿真,我也就照做了。
仿真这块没什么说的,就是搭积木,理论前期都基本上说完了,这一张及直接看图吧。代码和函数按上一篇把逻辑写进去就好了,这里就不多扯了,大家实验过程中遇到比较多的可能就是支持包的获取问题,中途可能会失败,耐心下载,多点几遍就好,据说科学上网成功率会高很多,但我没试过。
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仿真全局图。

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代码如下:
扇区判断:直接套公式
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向量作用时长计算:直接套公式
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定时器比较值计算:直接套公式
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PWM输出:直接套公式,注意是互补输出
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最后仿真波形如下,一目了然。
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有没有发现和第一章节的图很像,这不就前后呼应上了嘛,仿真程序附件自取,但是可能有个问题,如果你simulink没有对应的硬件支持包,就算下载了附件也无法运行仿真哦。
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好了,各位好梦。

### 使用Simulink实现直流电机FOC控制建模与仿真 #### 1. 系统概述 磁场定向控制(Field-Oriented Control, FOC)是一种用于提高永磁同步电机(PMSM)和无直流电机(BLDC)性能的先进控制方法。通过将定子电流分解为两个分量——励磁电流(d轴电流Id)和转矩电流(q轴电流Iq),可以分别对其进行独立控制,从而优化电机的工作效率和动态响应。 #### 2. Simulink中的FOC控制系统架构Simulink中构建FOC控制系统通常涉及以下几个模块: - **Clark变换** 和 **Park变换**:这些坐标变换用于将三相静止坐标系下的电压和电流转换到两相同步旋转坐标系下。 - **双PI控制器**:包括速度环和电流环,其中速度环负责设定期望的速度值并计算所需的电磁转矩;电流环则根据给定的d轴和q轴电流参考值来调整逆变器输出电压,使实际电流跟踪目标值[^4]。 - **反Park变换** 及 **SVPWM调制器**:前者把经过调节后的直流量重新映射回αβ平面内的交流信号形式,后者用来生成驱动IGBT开关器件工作的PWM波形。 #### 3. 构建具体模型步骤说明 为了简化描述过程,在此仅列举几个核心组件及其连接方式而不展开详尽细节: - 创建一个新的空白项目文件; - 添加`Permanent Magnet Synchronous Machine (PMSM)`模块作为被控对象; - 插入必要的电力电子元件如全桥整流电路、滤波电感等构成完整的功率级部分; - 设计包含上述提到的各种功能单元在内的控制逻辑框图; - 进行参数配置以匹配特定应用场景的需求; - 编写适当的数据采集脚本来记录实验过程中产生的各类变量变化情况以便后续分析评估。 ```matlab % MATLAB命令窗口输入如下指令启动新的SIMULINK会话环境 new_system('My_FOC_Control_Model') open_system('My_FOC_Control_Model') ``` #### 4. 关键技术要点解析 当利用Simulink平台搭建BLDC/ PMSM 的FOC 控制方案时需要注意以下几点事项: - 正确设置初始条件对于确保仿真的准确性至关重要,这涉及到电机本身固有的电气特性参数的选择以及外部负载工况等因素的影响考量; - 合理选用合适的离散化时间间隔有助于平衡计算精度同实时性之间的关系,过短可能会增加不必要的运算负担而过长又容易引发数值不稳定现象的发生; - 对于某些复杂程度较高的场合可能还需要引入额外的状态观测机制辅助完成更精准的位置估计工作,比如借助霍尔效应传感器获取转子绝对位置信息或者依靠估算算法间接推测相对位移差值等等[^3]。
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