基于SIMULINK的直流電機驅(qū)動控制

1、 畢業(yè)論文（設計） 題 目： 直流電機驅(qū)動控制 系 別： 物理與機電工程系 專 業(yè)： 電子信息工程技術 姓 名: 盧碧華 學 號： 20080623126 指導老師: 龔俊鋒 推薦精選摘要隨著汽車電子器件的飛速發(fā)展、車用電控單元(ECU)的日新月異，直流電機在汽車電器設備中的應用受到了越來越多的重視。直流電機具有壽命長、效率高等特點，且適合很多高檔汽車。同時，車內(nèi)環(huán)境的復雜很多機械安裝的困難，在不宜安裝轉(zhuǎn)子磁極位置傳感器的地方，必須使用無位置傳感器策略驅(qū)動直流電機。本文將介紹一種基于Matlab/Simulink的直流電機的仿真方法?；贛atlab/Simulink，本文設計了一個直流電機的

2、控制方案，詳細闡述了直流電機的運行原理，并用Matlab/Simulink對其進行了仿真。實驗證明，用Matlab/Simulink開發(fā)的平臺能夠有效地實現(xiàn)對直流電機的控制。關鍵詞： Simulink 直流電機 脈沖寬度調(diào)制 abstractAlong with the rapid development of automobile electronic components, automotive electronic control unit (ECU) everchanging, dc motor vehicle electrical equipment in the applicati

3、on by more and more attention. Dc motor have a long life, the efficiency high characteristic, and suitable for many high-grade car. Meanwhile, the complex environment inside a lot of difficulties, machinery installation shoulds not be installed in the rotor position sensors place, poles must be used

4、 for sensorless strategies driven dc motor. This paper will introduce a method based on Matlab/Simulink of dc motor of the simulation method. Based on Matlab/Simulink, this paper designed a dc motor control plan, this paper expounds the working principles of dc motor with Matlab/Simulink carries on

5、the simulation. Experiments have proved that Matlab/Simulink development platform can effectively achieve the of a dc motor control. keyword ：Simulink Pulse width modulation motor 推薦精選目錄引言4第一章 直流電機的介紹51.1 無刷直流電機的工作原理51.2直流電機的控制策略61.2.1調(diào)速控制61.2.2轉(zhuǎn)速的測量原理71.2.3直流電動機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的工作原理8第二章 電機及控制系統(tǒng)仿真模型的建立92.1直流電

6、機的物理模型92.2電機模型的構成與建立102.3 驅(qū)動控制模塊102.4工作過程102.5加法【求和】放大器 （summing amplifie）112.3.1PI控制122.3.2 PWM脈沖的生產(chǎn)15第三章 軟件介紹163.1 simulink簡介163.2特點16第四章 數(shù)值仿真平臺的運行結(jié)果174.1 仿真結(jié)果與分析17圖4-1 給出了轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在2000rpm時的仿真波形17圖4-2給出了當轉(zhuǎn)速達到穩(wěn)態(tài)時定子相電流的仿真波形17圖4-3給出了電機在恒定占空比控制下從啟動到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的動態(tài)過程中的仿真波形184.2總結(jié)與展望18致謝詞19參考文獻20推薦精選引言計算機仿真技術是應用電子計

7、算機對研究對象的數(shù)學模型進行計算和分析的方法。對于從事控制系統(tǒng)研究與設計的技術人員而言，MATLAB是目前控制系統(tǒng)計算機輔助設計實用且有效的工具。這不僅是因為它能解決控制論中大量存在的矩陣運算問題，更因為它提供了強有力的工具箱支持。與控制系統(tǒng)直接相關的工具箱有控制系統(tǒng)、系統(tǒng)辨識、信息處理、優(yōu)化等。還有一些先進和流行的控制策略工具箱，如魯棒控制、u-分析與綜合、神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊預測控制、非線性控制設計、模糊邏輯等?？梢哉f目前理論界和工業(yè)界廣泛應用和研究的控制算法，幾乎都可以在MATLAB中找到相應的工具箱。 同時，MATLAB軟件中還提供了新的控制系統(tǒng)模型輸入與仿真工具SIMULINK,它具有構造

8、模型簡單、動態(tài)修改參數(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)控制容易、界面友好、功能強大等優(yōu)點，成為動態(tài)建模與仿真方面應用最廣泛的軟件包之一。它可以利用鼠標器在模型窗口上“畫”出所需的控制系統(tǒng)模型，然后利用SIMULINK提供的功能來對系統(tǒng)進行仿真或分析，從而使得一個復雜系統(tǒng)的輸入變得相當容易且直觀。 將SIMULINK用于電機系統(tǒng)的仿真研究近幾年逐漸成為人們研究的熱點。本文以此為基礎，運用PID控制，建立了電機控制系統(tǒng)的仿真模型，并通過了可靠的仿真實驗。直流電動機具有良好的起動、制動性能 ,易于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速 ,故在電力拖動自動控制系統(tǒng)中得到了廣泛應用。隨著計算機技術的發(fā)展 ,該課程的教學實驗正朝著虛擬現(xiàn)實的方向發(fā)展

9、 ,虛擬現(xiàn)實技術的多感知、交互性、自主性等特點 ,將有助于培養(yǎng)學生的學習興趣 ,拓寬學生。PID控制是比例積分微分控制的簡稱。推薦精選第一章 直流電機的介紹無刷直流電機是永磁電機的一種，是伴隨微電子器件和電力電子器件的研究而出現(xiàn)。對它的研究其實可以看做是對電機控制系統(tǒng)的研究。無刷電機的換向是通過外部的電子電路實現(xiàn)，用于換向的裝置也起到調(diào)速的作用。沒有了電刷與換向器的接觸就減少了電火花的產(chǎn)生，也大大降低了電機損耗和噪音，同時使得電機本體體積縮小，重量變輕。因此無刷電機被應用在很多對電機性能要求較高的領域。無刷直流電機的不斷研究與其特有的優(yōu)點正在改變著我們的生活，必將得到更大的發(fā)展。本文主要從無刷

10、直流電機的工作原理與物理模型出發(fā)，介紹一些目前比較熱門的關于無刷直流電機的控制，同時依據(jù)電機的物理模型和雙閉環(huán)控制思路對無刷電機的控制做了仿真研究。1.1 無刷直流電機的工作原理無刷直流永磁電機的功率逆變器采用120導通型半橋逆變電路，電機運行時，永磁轉(zhuǎn)子磁極在定子每相電樞繞組內(nèi)感應生成梯形波的反電動勢，驅(qū)動電壓是準矩形波形，電樞電流時梯形波，在360電角度的氣隙范圍內(nèi)電樞繞組換向6次，每個導通狀態(tài)持續(xù)60電角度，從而形成6步跳躍式旋轉(zhuǎn)磁場；對星行連接的三相電樞組而言，在運行過程中任何時刻，只有兩相通電，每相反電動勢與相電流同相位。無刷直流電機由于去掉了電刷使得電機的運行必須受到外部電路的控制

11、，通過數(shù)字控制方式實現(xiàn)電機的換相，同時也可以用軟件的方式實現(xiàn)電機的調(diào)速。無刷直流電機主要的控制原理框圖如圖1所示。電機通過位置傳感器（霍爾傳感器）將轉(zhuǎn)子的位置信號送給控制器，控制器根據(jù)位置信號發(fā)出PWM脈沖來控制開關電源，最后由開關電源根據(jù)給定的脈沖信號驅(qū)動電機達到穩(wěn)定運行。如圖1-1推薦精選 無刷直流電機由控制器產(chǎn)生的PWM信號來控制橋式逆變電路，具體控制時序為任何時刻有兩個橋式電路的IGBT管導通，但兩管子不在同一橋臂，每個管導通120，60換相一次。圖2是無刷電流電機的主要原理圖。圖3 為電機6個IGBT管的時序圖。圖1-2圖1-31.2直流電機的控制策略1.2.1調(diào)速控制調(diào)速控制思路是

12、：給定轉(zhuǎn)速與速度反饋形成偏差，經(jīng)速度調(diào)節(jié)后產(chǎn)生電流參考量，它與電流反饋量的偏差經(jīng)電流調(diào)節(jié)后形成PWM占空比的空置量，實現(xiàn)電機的速度控制。推薦精選電機的調(diào)速控制框圖如圖4所示。 圖1-41.2.2轉(zhuǎn)速的測量原理轉(zhuǎn)速是電機的一個最常用參數(shù)，電機的轉(zhuǎn)速常以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來表示，其單位為rmin。轉(zhuǎn)速的測量方法很多，由于轉(zhuǎn)速是以單位時間內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)來衡量的，因此采用霍爾元器件測量轉(zhuǎn)速是較為常用的一種測量方法?；魻柶骷怯邪雽w材料制成的一種薄片，器件的長、寬、高分別為l、b、d。若在垂直于薄片平面(沿厚度d)方向施加外加磁場B，在沿l方向的兩個端面加以外電場，則有一定的電流經(jīng)過。由于電子在磁場中運動，所以將

13、受到一個洛侖磁力，其大小為式中：fl洛侖磁力；q載流子電荷；V載流子運動速度；B磁感應強度。這樣使電子的運動軌跡發(fā)生偏移，在霍爾元器件薄片的兩個側(cè)面分別產(chǎn)生電子積聚或電荷過剩，形成霍爾電場，霍爾元器件兩個側(cè)面問的電位差 稱為霍爾電壓?；魻栯妷捍笮椋菏街校夯魻柍?shù)；d元件厚度；B磁感應強度；I控制電流設，則 為霍爾器件的靈敏系數(shù)(mVmAT)，表示該霍爾元件在單位磁感應強度和單位控制電流下輸出霍爾電動勢的大小。應注意，當電磁感應強度B反向時，霍爾電動勢也反向。若控制電流保持不變，則霍爾感應電壓將隨外界磁場強度而變化，根據(jù)這一原理，可以將一塊永久磁鋼固定在電動機的轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)盤的邊沿，轉(zhuǎn)盤隨被測軸旋

14、轉(zhuǎn)，磁鋼也將跟著同步旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤附近安裝一個霍爾元件，轉(zhuǎn)盤隨軸旋轉(zhuǎn)時，霍爾元件受到磁鋼所產(chǎn)生的磁場影響，故輸出脈沖信號，其頻率和轉(zhuǎn)速成正比，測出脈沖的周期或頻率即可計算出轉(zhuǎn)速。推薦精選1.2.3直流電動機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的工作原理直流電動機的轉(zhuǎn)速與施加于電動機兩端的電壓大小有關。本系統(tǒng)用PID模塊控制輸出到直流電動機的電壓的方法來控制電動機的轉(zhuǎn)速。當電動機轉(zhuǎn)速小于設定值時，PID模塊控制的輸出電壓增大，當大于設定值時則PID模塊控制的輸出電壓減小，從而使電動機以設定的速度恒速旋轉(zhuǎn)。我們采用比例調(diào)節(jié)器算法。控制規(guī)律：式中：Y比例調(diào)節(jié)器輸出；Kp比例系數(shù)；K1積分系數(shù)；e(t)調(diào)節(jié)器的輸人，一般為偏差

15、值。系統(tǒng)采用了比例積分調(diào)節(jié)器，簡稱PI調(diào)節(jié)器，使系統(tǒng)在擾動的作用下，通過PI調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器作用使電動機的轉(zhuǎn)速達到靜態(tài)無差，從而實現(xiàn)了靜態(tài)無差。無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，比例積分調(diào)節(jié)器的比例部分使動態(tài)響應比較快(無滯后)，積分部分使系統(tǒng)消除靜差。推薦精選第二章 電機及控制系統(tǒng)仿真模型的建立2.1直流電機的物理模型圖2-1基于MATLAB/Simulink的永磁直流電機的仿真模型Linear Electric Actuator (Implementation Model) This linear actuator consists of a DC motor driving a worm gear whi

16、ch in turn drives a lead screw to produce linear motion. The actuator is controlledwith an inner-loop current controller, and outer-loop speed controller. Thisis a detailed model that includes quantization effects of the Hall-effect sensor and the implementation of the control in analog electronics.

17、 Optionally, the implementation detail of the PWM & H-Bridge subsystem can be included by right clicking on the block and selecting the Implementation option from theBlock Choice menu. The model will run slowly in this case due to the 10KHzPWM waveform and is intended for validation only. The Linear

18、 ElectricActuator (System-Level Model) shows an equivalent system-level modelsuitable for tasks where simulation speed is important.電子直線加速器(實現(xiàn)模型)這個線性驅(qū)動器由一個組成直流電動機驅(qū)動一個蝸輪反過來驅(qū)動器一個導螺桿生產(chǎn)直線運動。促動機被控制同一個inner-loop電流控制器，outer-loop速度控制器。這是一個精細模型，包括量化的影響霍爾效應傳感器，履行的控制模擬電子技術。可選擇地，履行的細節(jié)脈寬燈履行期權從塊精選的的菜單。模型會跑慢慢地在這種情

19、況下由于10khz脈寬燈波形和被打算為確認只要。線性電力傳動裝置(系統(tǒng)層次模型) 節(jié)目一個當量系統(tǒng)層次modelsuitable為任務，模擬速度重要。推薦精選2.2電機模型的構成與建立整個系統(tǒng)建模的關鍵在于電機模型的建立，為簡化模型的建立和分析， 現(xiàn)作如下一些假設 ：忽略磁路飽和，不計渦流和磁滯損耗 ；忽略齒槽效應，繞組均勻分布于光滑定子的內(nèi)表面； 不考慮電樞反應， 氣隙磁場分布近似梯形波，平頂寬度近 似 1 2 0 度電角度；轉(zhuǎn)子上沒有阻尼繞組，永磁體不起阻尼作用。通過 SIMULINK中的加、減、乘、除、比例、積分等模塊和自編函數(shù)搭建電機的仿真模型。2.3 驅(qū)動控制模塊對于本文所采用的帶有

20、位置傳感器的電機控制系統(tǒng)，逆變器的可靠換相是根據(jù)位置傳感器的轉(zhuǎn)子位置信號進行控制的。永磁無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)一般采用雙閉環(huán)控制，其中外環(huán)是速度環(huán)，內(nèi)環(huán)是電流環(huán)。速度給定信號與速度反饋信號比較后，送人速度調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器的輸出與電流反饋信號比較后，送人電流滯環(huán)比較器或通過電流調(diào)節(jié)器，電流滯環(huán)比較器具有控制簡單、性能良好的特點， 所以是目前采用得較多的電流控制器。再根據(jù)位置傳感器的換相邏輯信號，輸出相應的觸發(fā)脈沖，控制功率器件的導通與關斷。本文主要從驗證所建電機模型的正確性和得到電機的原始特性考慮，利用開環(huán)控制再加限流的控制方法。 2.4工作過程如圖2-4-1一個輸入信號Vi_1加載到R1上，通

21、過反相比例放大器后，輸出信號一部分通過RC低通濾波回路反饋到比例反相放大器的反相輸入端;一部分輸出信號與輸入信號Vi_r混合加載到Summing amplifier（總反相比較放大器）。然后，輸出信號V1通過PI控制電路后得到的信號，一部分送給計算絕對返回指定對象的原始值電壓需求的回路；另一部分加到反相比較放大器Op-Amp5的反相端，如果各變量V0，REV=+5V。最后，輸出信號Vr。如圖2-4-2一個輸入信號Y加載到R1上，通過反相比例放大器后，輸出信號一部分通過RC低通濾波回路反饋到比例反相放大器的反相輸入端;一部分輸出信號與輸入信號Vi_r混合加載到Summing amplifier（

22、總反相比較放大器）。然后，輸出信號V1通過PI控制電路后得到的信號再通過一個積分控制器后得到輸出信號推薦精選Vi_r。 圖2-4-1控制器（Current Controller）的系統(tǒng)電路圖圖2-4-2速度控制器（Speed Controller）的系統(tǒng)電路圖2.5加法【求和】放大器 （summing amplifie）加法器：加法器的輸出量反映出多個模擬輸入量相加的結(jié)果。用運算放大器實現(xiàn)加法運算時，可以采用反相輸入方式，也可以采用同相輸入方式。推薦精選 如圖所示的反相輸入加法器，是將兩個電壓和加在集成運算放大器的反相輸入端，顯然，它屬于多端輸入的電壓并聯(lián)負反饋電路。在理想情況下，利用虛地的概

23、念，可得到輸出電壓與輸入電壓之間的關系為： 由圖2-3得：式中負號是由于反相輸入所引起的。若，則上式可變?yōu)椋簣D2-3 放大器電路圖2.3.1PI控制所謂PI指的是Proportion-Integral。翻譯成中文是比例-積分。比例跟偏差成正比，決定響應速度；積分的作用是使系統(tǒng)穩(wěn)定后沒有靜差（如：你要得到輸出是10，積分就能使最后結(jié)果是10，靜差為0也即沒有靜差）。（1）比例積分（PI）調(diào)節(jié) 積分調(diào)節(jié)可以消除靜差,但有滯后現(xiàn)象，比例調(diào)節(jié)沒有滯后現(xiàn)象，但存在靜差。 PI調(diào)節(jié)就是綜合P、I兩種調(diào)節(jié)的優(yōu)點，利用P調(diào)節(jié)快速抵消干擾的影響，同時利用I調(diào)節(jié)消除殘差。 PI調(diào)節(jié)規(guī)律為：式中 比例帶（可視情況取

24、正值或負值）;TI 積分時間;和T1是PI調(diào)節(jié)器的兩個重要參數(shù)。PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為: 在施加階躍輸入的瞬間，調(diào)節(jié)器立即輸出一個幅值為e的階躍，然后以固定速度推薦精選eTI變化。當t= T1時，調(diào)節(jié)器的總輸出為2e。輸出的積分部分正好等于比例部分。TI可以衡量積分部分在總輸出中所占的比重：TI愈小，積分部分所占的比重愈大。（2）比例積分調(diào)節(jié)過程 殘差的消除是PI調(diào)節(jié)器積分動作的結(jié)果。 積分部分的閥位輸出使調(diào)節(jié)閥開度最終得以到達抵消擾動所需的位置。 比例部分的閥位輸出Up在調(diào)節(jié)過程的初始階段起較大作用，但調(diào)節(jié)過程結(jié)束后又返回到擾動發(fā)生前的數(shù)值。 1）負荷變化前（tt0）被控系統(tǒng)穩(wěn)定，控制偏差為

25、零，調(diào)節(jié)器輸出保持某恒定值。圖2-3-1 調(diào)節(jié)器對過程負荷變化的響應2）t=t0時刻，系統(tǒng)負荷發(fā)生階躍變化, P調(diào)節(jié)立即響應偏差變化，產(chǎn)生正的躍變，I調(diào)節(jié)則從零開始累計偏差。此后，在PI的共同作用下，調(diào)節(jié)的總輸出持續(xù)增加。 圖2-3-2 PI 調(diào)節(jié)器對過程負荷變化的響應3）在t=t1 時刻，系統(tǒng)開始響應，控制偏差開始減小，P調(diào)節(jié)緊跟著減小，I調(diào)節(jié)因偏差仍存在且方向不變，所以繼續(xù)增加。I調(diào)節(jié)的綜合結(jié)果u也仍持續(xù)增大使控制偏差進一步減小。推薦精選圖2-3-3PI 調(diào)節(jié)器對過程負荷變化的響應4）t=t2時刻，偏差減小至零,P調(diào)節(jié)作用徹底消失，I調(diào)節(jié)也停止增長。果積分時間足夠小，此時調(diào)節(jié)器的輸出將大于

26、所要求的值，致使系統(tǒng)產(chǎn)生反向偏差，也即超調(diào)。圖2-3-4PI 調(diào)節(jié)器對過程負荷變化的響應5）t2t3階段，偏差反向，P調(diào)節(jié)作用反向，I調(diào)節(jié)作用也由增加變?yōu)闇p小，PI調(diào)節(jié)的整體作用表現(xiàn)為減小，直至從超調(diào)位置下降到系統(tǒng)要求的作用點，即圖中的 t=t3點處，此時偏差從超調(diào)處回落到零，系統(tǒng)達到新的平衡。圖2-3-5 PI 調(diào)節(jié)器對過程負荷變化的響應由上分析：PI調(diào)節(jié)引入積分動作消除了系統(tǒng)余差，卻降低了原有系統(tǒng)的穩(wěn)定性。調(diào)節(jié)過程中的超調(diào)趨勢隨比例增益的增大和積分時間的減小而增大，因此PI調(diào)節(jié)的比例增益要設置得比純P調(diào)節(jié)小，對積分時間的設置也應有一定。PI調(diào)節(jié)在比例帶不變的情況下，減小積分時間T1將使控制

27、系統(tǒng)穩(wěn)定性降低、振蕩加劇、調(diào)節(jié)過程加快、振蕩頻率升高。推薦精選圖 積分時間的響應過程2.3.2 PWM脈沖的生產(chǎn)脈沖寬度調(diào)制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用于測量，通信，功率控制與變換等許多領域。一種模擬控制方式，根據(jù)相應載荷的變化來調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來實現(xiàn)開關穩(wěn)壓電源輸出晶 體管或晶體管導通時間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定。脈沖寬度調(diào)制（PWM）是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被

28、調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。多數(shù)負載(無論是電感性負載還是電容性負載)需要的調(diào)制頻率高于10Hz，通常調(diào)制頻率為1kHz到200kHz之間。如圖2-3-2所示：推薦精選圖2-3-2 PWM脈沖生成的系統(tǒng)框圖第三章 軟件介紹3.1 simulink簡介Simulink是matlab最

29、重要的組件之一，它提供一個動態(tài)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標操作，就可構造出復雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應面廣、結(jié)構和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點Simulink已被廣泛應用于控制理論和數(shù)字處理系統(tǒng)的復雜仿真和設計。同時有大量的軟件和硬件可應用于或被要求應用于Simulink。 功能：imulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件，被廣泛應用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。Simu

30、link可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型，推薦精選Simulink提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個創(chuàng)建過程只需單擊和拖動鼠標操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 Simulink®：是用于動態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領域仿真和基于模型的設計工具。對各種系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號處理、視頻處理和圖片處理，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對其進行設計、仿真、執(zhí)行和測試。. 構架在Simuli

31、nk基礎之上的其他產(chǎn)品擴展了Simulink多領域建模功能，也提供了用于設計、執(zhí)行、驗證和確認任務的相應工具。Simulink與MATLAB® 緊密集成，可以直接訪問MATLAB大量的工具來進行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù)的定義。 3.2特點豐富的可擴充的預定義模塊庫交互式的圖形編輯器來組合和管理直觀的模塊圖以設計功能的層次性來分割模型，實現(xiàn)對復雜設計的管理通過Model Explorer 導航、創(chuàng)建、配置、搜索模型中的任意信號、參數(shù)、屬性，生成模型代碼 提供API用于與其他仿真程序的連接或與手寫代碼集成 使用Embedded MATLAB

32、模塊在Simulink和嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行中調(diào)用MATLAB算法 使用定步長或變步長運行仿真，根據(jù)仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)來決定以解釋性的方式運行或以編譯C代碼的形式來運行模型 圖形化的調(diào)試器和剖析器來檢查仿真結(jié)果，診斷設計的性能和異常行為 可訪問MATLAB從而對結(jié)果進行分析與可視化，定制建模環(huán)境，定義信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù) 模型分析和診斷工具來保證模型的一致性，確定模型中的錯誤第四章 數(shù)值仿真平臺的運行結(jié)果4.1 仿真結(jié)果與分析為了驗證永磁直流電機數(shù)值仿真平臺的有效性，這里對電流控制器、PWM調(diào)制控制器和永磁電機本體組成的轉(zhuǎn)速開環(huán)直流電機

33、控制系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)情況下進行數(shù)值仿真并與實驗結(jié)果比較。實驗過程中占空比恒定，調(diào)制模式為上橋臂功率開關恒通，下橋臂功率開關PWM調(diào)制。推薦精選圖4-1 給出了轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在2000rpm時的仿真波形圖4-1 仿真結(jié)果圖4-2給出了當轉(zhuǎn)速達到穩(wěn)態(tài)時定子相電流的仿真波形圖4-2仿真結(jié)果推薦精選圖4-3給出了電機在恒定占空比控制下從啟動到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的動態(tài)過程中的仿真波形圖4-3 仿真結(jié)果4.2總結(jié)與展望本文對由電流控制器、PWM調(diào)制控制器和永磁電機本體組成的直流電機系統(tǒng)進行了合理假設，在此基礎上開發(fā)了基于MATLAB/Simulink的直流電機調(diào)速系統(tǒng)仿真平臺。通過仿真結(jié)果可以看出，在時間t1時，轉(zhuǎn)速隨著時間的增大而急劇上升直到大于2000rpm；當時間t1時，轉(zhuǎn)速隨著時間