PMSM FeedForward Control

解耦 d 轴和 q 轴电流以消除扰动

自 R2020a 起

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Motor Control Blockset / Controls / Control Reference

描述

PMSM FeedForward Control 模块可解耦 d 轴和 q 轴电流控制，并生成对应的前馈电压增益，以启用永磁同步电机 (PMSM) 的磁场定向控制。

您可以输入 d 轴和 q 轴电流的反馈值以及转子的机械转速。

该模块使用以下方法之一根据指定的电机参数生成前馈增益：

具有集总参数的线性模型 - 具有 d 轴和 q 轴定子绕组电感和永磁磁链的集总参数。
带 D、Q 磁链 LUT 的非线性模型 - 具有 d 轴和 q 轴磁链查找表的非线性模型。
带 Ld、Lq 和 FluxPM LUT 的非线性模型 - 具有 d 轴和 q 轴定子绕组电感和永磁磁链查找表的非线性模型。
基于输入端口的 Ld、Lq 和 FluxPM - 使用单独的输入端口提供 d 轴和 q 轴定子绕组电感和永磁磁链值。

此外，您还可以使用 Vsat 输入方法参数配置该模块，以通过输出饱和(V) 参数接受固定饱和电压，或通过单独的输入端口 V_sat 接受可变饱和电压。

方程

如果您在输入单位参数中选择标幺(PU)，则该模块默认将按比例缩放内部参数以匹配标幺值范围。您还可以将该模块配置为在执行任何计算之前先将输入转换为 SI 单位，并在使用允许在 CodeGen 中使用缩小的电机参数(提升定点数据类型的精度) 参数计算输出后将其转换回标幺值。

下列方程描述模块如何计算前馈增益。

$ω_{e} = p ω_{m}$

$V_{d}^{F F} = - ω_{e} ψ_{q} = - ω_{e} L_{q} I_{q}$

$V_{q}^{F F} = ω_{e} ψ_{d} = ω_{e} L_{d} I_{d} + ω_{e} ψ_{m}$

其中：

$p$ 是电机中可用的极对数。
$ω_{e}$ 是对应于定子电压频率的电角速度（弧度/秒）。
$L_{d}$ 和 $L_{q}$ 是 d 轴和 q 轴定子绕组电感（亨）。
$I_{d}$ 和 $I_{q}$ 是 d 轴和 q 轴电流（安培）。
ψ_d 和 ψ_q 是沿 d 轴和 q 轴的磁通量（韦伯）。
ψ_m 是永磁磁链（韦伯）。

有关 Motor Control Blockset™ 用于 PMSM 的详细方程组和假设，请参阅 PMSM 的数学模型。

示例

PMSM 的弱磁控制（使用 MTPA）

此示例采用磁场定向控制 (FOC) 方法来控制三相永磁同步电机 (PMSM) 的转矩和转速。FOC 算法需要转子位置反馈，该反馈通过正交编码器获得。有关 FOC 的详细信息，请参阅磁场定向控制 (FOC)。

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Field-Weakening Control (with MTPA) of Nonlinear PMSM Using Lookup Table

Uses a lookup table (LUT) for a nonlinear permanent magnet synchronous motor (PMSM) and controller to run the motor using field-weakening control (with maximum torque per ampere (MTPA)). Use this example to replicate and run a finite element analysis (FEA) based nonlinear, high-fidelity PMSM in simulation. This example helps motor design engineers to simulate high-performance motors in real-world motor control applications. In addition, control system engineers can use this example to design control algorithms for a given set of motor parameter data to achieve high levels of accuracy in tracking and controlling speed and torque as well as to meet efficiency requirements, especially for high-performance motors.

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PMSM Constraint Curves and Their Application

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