实时仿真技术在运动控制系统中的应用

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1、理论研究2008年第12期TheoryResearch实时仿真技术在运动控制系统中的应用杨前,刘卫国,骆光照(西北工业大学,陕西西安710072)摘要:实时仿真技术可以在不需要控制器原型参与的条件下完成控制算法的性能评估,dSPACE系统是实时仿真技术研究的良好应用平台,它提供了真正实时的控制方式以满足不同系统的控制要求。基于MATLAB/Simulink建立了速度和电流双闭环的永磁同步电动机直接转矩控制的实时仿真控制模型。通过dSPACE实时仿真系统以及相应的功率驱动电路,实现了永磁同步电动机的运动控制,获得了满意的控制效果。关键词:实时仿真;运动控制;dSPACE;永磁同步电动机

2、;直接转矩控制中图分类号:TM343文献标识码:A文章编号:1004-7018(2008)12-0004-04RealTimeSimulationTechnologyUsedinMotionControlSystemYANGQian,LIUWei-guo,LUOGuang-zhao(UniversityofNorthwesternPolytechnical,Xi'an710072,China)Abstract:Theperformanceevaluationofcontrolalgorithmcanbeachievedwithoutthecontrollerprototypewith

3、real-timesimulationtechnology.dSPACEsystemisagoodapplicationplatformofreal-timesimulationtechnology,itprovidedatruereal-timecontrolmeanstomeetthedifferentcontrolrequirements.WithMATLAB/Simulink,thereal-timesimula2tionmodelofPMSMdirecttorquecontrolbasedonthespeedandcurrentfeedbackwasestablishedi

4、nthispaper.BydSPACEsystemsandcorrespondingpowerdrivecircuit,themotioncontrolofPMSMwascompletelyachieved.Keywords:realtimesimulation;motioncontrol;dSPACE;permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM);directtorquecontrol(DTC)性能,并可实现弱磁高速控制,拓宽了系统调速的范0引言围,能够适应高性能伺服驱动的要求。随着永磁材仿真是借助于计算机和其它相关的硬件设备,料性能的大幅度提高和价格

5、的降低,永磁电机在工通过模型对系统进行研究的方法。实时仿真技术是业生产自动化领域中的应用越来越广泛。在考虑实时仿真算法、仿真系统的时序、时间同步以本文研究基于dSPACE实时仿真系统的实时仿及时间延迟和补偿的基础上对系统进行的动态仿真技术的相关原理,并通过速度与电流双闭环的永真,它是模型系统在实际条件下实时运行的真实反磁同步电动机直接转矩控制实例来阐述实时仿真技映。与数字仿真相比,实时仿真的最大优势在于设术在运动控制系统中的应用原理。计的系统能够直接作用于被控对象。由于被控对象1实时仿真技术分析直接参与验证过程,立即就能够对所设计系统的有效性进行评估。所以在一般的工业领域,采用实时应

6、用实时仿真技术设计运动控制系统的方法如实时仿真技术不但能够大大地缩短系统研发周期,还能图1所示。仿真够有效降低系统研发成本。技术在当今的自动化技术中,运动控制系统代表着在用途最广而又最复杂的任务。运动控制系统的发展运动能够实现驱动控制功能的多样化和复杂性,满足不控制同的生产要求。而伺服控制技术是实现驱动控制功系[2]统能的基础与关键技术之一。永磁同步电动机交中流伺服系统在技术上已趋于成熟,具有优良的低速的应图1应用实时仿真技术的控制系统设计流程用收稿日期:2008-03-28根据给定系统的设计指标完成整个运动控制系改稿日期:2008-05-23统的数字仿真。当离线仿真获得满意结果后,

7、将受基金项目:国家自然科学基金重大研究计划面上项目4(90716026)控对象隔离出来,通过相应的接口模块将控制器连©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net理论研究2008年第12期TheoryResearch接到实时仿真系统上进行有效性评估试验。略都是通过矢量控制或直接转矩控制来实现电流向硬件在回路实时仿真技术