BLDC Current Controller

离散时间无刷 DC 电机电流 PI 控制器

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库:
Simscape / Electrical / Control / BLDC Control

描述

BLDC Current Controller 模块使用此算法来控制 DC 无刷电机中的电流。

方程

BLDC Current Controller 通过使用以下方程实现比例积分 (PI) 电流控制，为 BLDC 模块产生占空比。

D=(Kp+KiTszz−1)(Is_ref−Is)

其中：

  • D 是占空比。

  • Kp 是比例增益。

  • Ki 是积分增益。

  • Ts 是时间周期。

  • Is_ref 是参考电流。

  • Is 是测得电流。

  • Gzc 是零点相消多项式。

PI 控制算法的闭环传递函数会产生一个零点，可以通过在前馈路径中使用零点相消来消除该零点。离散时间零点相消传递函数为：

GZC(z)=TsKiKpz+(Ts−KpKiKpKi).

该模块通过将占空比与换相信号相乘来获取三相控制信号。生成的三个控制信号在区间 [-1, 1] 内进行归一化。

示例

BLDC 位置控制

BLDC 位置控制

此示例展示了如何控制基于 BLDC 的电力驱动装置中的转子角。理想转矩源提供负载。Control 子系统采用基于 PI 的级联控制结构，包含三个控制环：外层位置控制环、转速控制环和内层电流控制环。BLDC 由受控的三相逆变器供电。逆变器的栅极信号通过霍尔信号获得。仿真使用阶跃参考信号。Scopes 子系统包含示波器，可用于查看仿真结果。

端口

输入

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用于控制的参考电流。

数据类型: single | double

实际电流。

数据类型: single | double

积分器的外部复位信号（上升沿）。

数据类型: single | double

霍尔传感器数据。

数据类型: single | double

电机旋转的方向。

数据类型: single | double

输出

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a 相、b 相和 c 相的参考电压。

数据类型: single | double

参数

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控制器的比例增益 Kp。

控制器的积分增益 Ki。

控制器的抗积分饱和增益 Kaw。

连续两次模块执行之间的时间，以秒为单位。在执行期间，模块产生输出，并在需要时更新其内部状态。有关详细信息，请参阅什么是采样时间？和指定采样时间。

如果此模块位于触发子系统内，则通过将此参数设置为 -1 来继承采样时间。如果此模块位于连续变步长模型内，则使用正标量显式指定采样时间。

依赖关系

如果将采样时间(-1 表示继承) 设置为 -1，并选择启用零点相消选项，则离散化采样时间参数将变为可见。

连续两次离散化之间的时间，以秒为单位。要实现零点相消，必须进行离散化。

依赖关系

只有同时满足以下两个条件时，此参数才可见：

  • 采样时间设置为 -1。

  • 选中了启用零点相消。

是否在前馈路径上使用零点相消的选项。

依赖关系

如果选择启用零点相消选项，并将采样时间(-1 表示继承) 设置为 -1，则离散化采样时间参数将变为可见。

参考

[1] Stirban, A., I. Boldea, and G. D. Andreescu. "Motion-Sensorless Control of BLDC-PM Motor With Offline FEM-Information-Assisted Position and Speed Observer." IEEE Transactions on Industry Applications. 48, no. 6 (2012): 1950-1958.

扩展功能

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C/C++ 代码生成
使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

版本历史记录

在 R2018a 中推出

另请参阅

模块

Simscape 模块