文章编号 :1005 —7277() 01 —0023 —03 Vol. 27, No. 1 ,27( 1) :23～25 电气传动自动化 ELECTRIC DRIVE AUTOMATION 第 27 卷第 1 期 第 23 页 基于 MATLAB 的无刷直流电动机控制系统仿真 叶振锋 , 雷淮刚 (上海大学 , 上海 200072) 摘要:在分析了无刷直流电动机 (BLDCM) 数学模型的基础上 ,用 MATLAB 建立了无刷直流电动机控制系统的仿真模型 ,对系统进行了仿真和分析 ,给出了仿真结果 ,验证了数学模型的有效性及控制系统设计的合理性。关键词 : 无刷直流电动机 ; 仿真 ; 数学模型 ; 控制系统 中图分类号 : TM921. 5 文献标示码 : A Simulation of BLDCM control system based on MATLAB YE Zhen-feng , LEI Huai-gang ( Shanghai University , Shanghai 200072 , China) Abstract: Basedon mathematical model ofBLDCMcontrol system,the simulative model of systemis build,simulatedandana2lyzed basedon MATLAB. The resultispresentedandproved the mathematical model is validand the control systemis rational. Key words: brushless direct current motor; simulation; mathematical model ; control system 1 引言 无刷直流电动机由于转子采用永磁材料励磁 ,无励磁损耗 ,具有体积小、重量轻、结构简单、维护方便、运行可靠、高效节能易于控制等优点 ,同时 ,无刷直流电动机是利用电子换向器取代了机械电刷和机械换向器 , 因此 , 使无刷直流电动机保留了普通直流电动机优良的机械特性 ,从而在军民各个领域得到了广泛应用。与此同时 ,对无刷直流电动机控制系统的性能也提出了更高的要求。常建立无刷直流电动机控制系统的仿真模型来验算各种控制算法 ,优化整个控制系统 ,可以在短时间内设计出预期效果的控制系统。本文在分析方波驱动无刷直流电动机的数学模型的基础上 , 用 Matlab6. 5下的 PSB、Simulink和 S- FUNC2TION建立无刷直流电动机控制系统的仿真模型 , 并 通过对实例电机的仿真 ,给出了各种仿真波形。从而验证了数学模型的有效性及控制系统的合理性。 2 无刷直流电动机的数学模型 无刷直流电动机是由电力电子开关逆变器、永磁同步电动机和磁极位置检测电路等组成。假定无刷直流电动机工作在二二导通、三相六拍工作方式; 定子绕组为 60°相带整距集中绕组 , Y形连接; 忽略磁路饱和 ,不计涡流和磁滞损耗;转子上没有阻尼绕组 ,永磁体也不起阻尼作用; 不考虑电枢反应 ,气隙磁场分布为梯形波 ,平顶宽为 120°电角度;忽略齿槽效应 , 三相绕组完全对称均匀分布于光滑定子的内 表面。由此可建立无刷直流电动机动态数学模型。 2. 1 电压方程 ua ub uc = Ra 0 0 0 Rb 0 0 0 Rc · ia ib ic + d dt La Lab Lac Lba Lb
