【开关磁阻电机(SRM)控制系统仿真建模新方法】
开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)是一种特殊的电机类型,因其结构简单、效率高、成本低和控制灵活等优点,在许多应用领域中得到广泛应用。在SRM的控制系统设计中,建立精确的仿真模型对于优化控制算法和缩短开发周期至关重要。
传统的Matlab/Simulink环境中,通常使用m文件来构建SRM控制系统的仿真模型,这种方法虽然易于理解和编写,但由于每次仿真都需要激活Matlab解释器,导致仿真速度较慢。为了解决这个问题,文章提出了基于C MEX S函数的新型建模方法。
C MEX S函数是Matlab与C语言的接口,允许用户使用C语言编写高性能的仿真模型,并能直接在Simulink中运行。文章通过编写C语言的S函数,构建了SRM控制系统的各个独立功能模块,包括电机本体模块、速度控制模块、电流控制模块、转角选择模块、参数计算模块和电压逆变模块。这些模块可以独立设计和优化,然后通过模块组合构成完整的SRM控制系统模型。
文章中提到的建模方法采用了双闭环控制策略:速度环采用PI控制,电流环则结合了角度位置控制(Angular Position Control, APC)和电流斩波控制(Current Chopping Control, CCC),这种结合方式确保了SRM在不同速度下的稳定性和性能。
通过C MEX S函数,不仅可以实现快速高效的仿真,还能生成独立的仿真程序,甚至可以直接将控制策略下载到数字信号处理器(DSP)中,实现硬件控制器的设计与调试。这种方法不仅提高了仿真速度,还为实际硬件实施提供了便利。
此外,C MEX S函数的简化结构分为三类,简化了建模过程,增强了系统的可扩展性和可维护性。通过不同类型的结构,可以更好地适应不同的控制策略和系统需求。
该新方法为SRM控制系统的分析和设计提供了一种有效且灵活的工具,提高了仿真效率,为SRM的实际应用提供了强有力的支持。这一方法的引入,对提升开关磁阻电机控制系统的性能和降低开发成本具有显著的意义。