有限转角直流无刷电机的建模与实现.pdf

《有限转角直流无刷电机的建模与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第30卷第4期计算机仿真2013年4月文章编号：1006—9348(2013)04—0257—05有限转角直流无刷电机的建模与实现苏宇1，2，一，张涛2，王相阳2，王金波2(1．中国科学院光电研究院，北京100094；2．中国科学院空间应用工程与技术中心，北京100094；3．中国科学院研究生院，北京100190)摘要：有限转角直流无刷电机是靠改变输入的PWM的占空比驱动的，由于系统存在多变量和非线性，传统的方法难以建立准确的模型，导致控制精度低。提出一种采用对输入PWM进行采样计数的方法建立PWM与电机电枢两端电压的关

2、系，再辅助ISE开发FPGA对电机进行模型实现的新方法，建立了一套测试系统中有限转角直流无刷电机仿真系统模型。通过模型校准和仿真结果分析，证明了方案的有效性。将模型进行FPGA实现，代替实际电机应用于测试系统中，验证了模型具有高精度与可靠性。关键词：脉冲宽度调制；闭环控制；建模；模型实现中图分类号：TP311．52文献标识码：AModelingandImplementationofLimitedAngleBrusMessDCMotorSUYul'2⋯，ZHANGTa02，WANGXiang—yan92，WANGJin-b

3、02(1．AcademyofOpto—Electronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100094，China；2．TechnologyandEngineeringCenterforSpaceUtilization，ChineseAcademyofSciences，Bering100094，China；3．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)ABSTRACT：Limitedanglebru

4、shlessDCmotorisdrivenbyPWMwhichvarieswiththechangingdutycycle，resul-tinginlowprecisionofthetraditionalcontrolsystem，SOanewmethodwasproposedtoestablishtherelationshipbe—tweentIlePWMandvoltageacrossthemotorarmaturesandtorealizethemodelonFPGAwiththehelpofISE．Thenasi

5、mulationmodelWasbuiltup．Themethodwasproofedtobeeffectiveaftercalibratingandanalyzingthesimulationmodel．AstheresultoftherealexperimentimplementingonFPGAandusedinthetestsysteminsteadoftheactualmotor，themodelbasedonthemethodhashishaccuracyandreliability．KEYWORDS：PWM

6、；Closed—loopcontrol；Modeling；Modelrealizing1引言有限转角直流无刷电机可在一定转角范围内驱动负载快速运动并且能够准确定位，具有力矩大、响应快、跟踪精度高以及可靠性高等特点⋯，因此在工业生产或科学研究中得到了广泛的应用。在正常的电机应用或测试系统中，需要控制系统带动电机进行运转。但是，在某航天器机电执行系统的测试过程中，电机有时候必须工作在各种故障模式下，这时再继续用实际的电机来运行，将会严重损坏电机，如果更换电机还会影响控制的匹配精度忙1，而现有的对电机模型的收稿日期：2012—

7、06-08修回日期：2012-08—12研究大都是在PC机上进行的，都是基于MATLAB／Simulink软件，利用闭环控制的思想，然后通过激励输入进行仿真，并分析仿真结果，如文献[3]的无刷直流电机的MATLAB仿真和文献[4]的一种基于MATLAB的无刷直流电机控制系统建模仿真方法，前者是分析了无刷直流电机数学模型，结合MATLAB软件对直流无刷电机调速系统进行了仿真研究和分析；后者是在MATLAB／Simulink环境下，把独立的功能模块和S函数相结合，构建无刷直流电机系统的仿真模型，他们只是分析了电机的静／动态响

8、应特性，提出一种概念模型，而没有充分考虑仿真模型的可实现性、控制精度以及工程应用价值。有限转角直流无刷电机是一个多变量、非线性、强耦合的系统，用传统的建模方法无法很好的描述系统的动态非线．．．——257．．．——性过程p1，因此提出采用对输入PWM进行采样计数的方法建立PWM与电机电枢两端电压的关系的新思路，再辅助I