基于Simulink的智能车用微型电机闭环系统的仿真研究

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1、2011年第33卷电气传动自动化Vol．33，No．1第1期第30页ELECTRICDRIVEAUTOMATION2011，33（1）：30～32文章编号：1005—7277（2011）01—0030—03基于Simulink的智能车用微型电机闭环系统的仿真研究张宏卫，曹志刚（上海交通大学自动化系，上海200240）摘要：主要通过对微型直流伺服电机闭环控制系统的实例研究，利用Matlab仿真技术对闭环系统进行详细的完整归纳分析。并且利用Simulink工具对该系统进行仿真，以仿真实验的方法验证微型直流伺服电机的性能，让读者对微型直流伺服电机及其控制系统构成有透彻的了解，并对如何利用仿真工

2、具分析自动控制系统提供一些方法。关键词：微型直流电机；双闭环系统；Simulink仿真中图分类号：TM33文献标识码：ASimulationresearchofDCmotorcontrolsystemofsmartcarbasedonSimulinkZHANGHong-wei，CAOZhi-gang（SchoolofElectricalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China）Abstract：Byanalysingtheclosed-loopcontrolsystemofmicroDCservobrushmo

3、tor，theclosed-loopcontrolsystemissummarizedindetailusingthetoolofMatlabSimulinksoftware.TheperformanceofDCservomotorisverifiedbysimulationtestmethodwhichmakesreadergraspitclearlyandprovidesomemethodstoanalyzeautomaticcontrolsystem.Keywords：microDCmotor；dualclosed-loopsystem；Simulink1引言2系统构述在工农业各类

4、产品设计开发过程中，仿真在2．1系统的构成设计工作中的作用是不言而喻的。利用仿真系统系统的构成主要分为微型直流电机，双闭环控来研究给定控制系统的控制参数、对象参数，并反制系统两大部分。复对控制系统进行模拟达到在使用真实元件前对选取的A-Maxl6空心杯直流电机，其给定参整个电路系统运行方式、状态有先期了解，提高产数为：电机功率为1．2W，额定电压为7．2V，额定转品设计的成功率，缩短开发周期。目前Matlab软件速为4190rpm，额定转矩为2．16mNm，额定电流为中的Simulink仿真模块在各控制领域应用范围较0．326A，堵转转矩3．86mNm，启动电流为0．561A，广，因其具

5、有强大的数学处理能力，且在其库中提终端电阻0．41Ω，终端电感0．467mh，转矩常数供非常多的实用控制模型，极大的方便了系统模6．88mNm／A，机电时间常数23．1ms，转动惯量型的建立。本文是基于Simulink仿真基础上对微20．852gcm。型空心杯直流伺服电机调速系统进行详细分析。这类电机具有生产成本高、维护成本大等劣势，但直流电机的数学模型主要有传递函数及状态因其具有额定电压低、启动转矩大、空载转速高、空间两种表示方法，利用传递函数方法可得到（静精度高等优势在航空航天、医疗器械、机器人、光态参数计算见第2节）学等众多行业有着广泛的应用。因此对于完整分w（s）=1/ce2析该

6、类电机的特性也显得非常重要。Td·Tm·s+Tm·s+12011年第1期张宏卫，曹志刚基于SIMULINK的智能车用微型电机闭环系统的仿真研究·31·1/0.0016864限幅保护一般可以得到快速性、抗扰性较好的控=20.001139×0.0231·s+0.0231·s+1制系统。利用Simulink工具箱中continuous库的根据双闭环直流调速系统结构原理图及电力transferfun模块来设定参数，可以很方便地在仿真电子知识并采用机理分析方法可以得到系统的动环境中建立直流电动机的模型，这对于利用电气态结构图，如图2所示。原理图来仿真是非常必要的。另外也可以直接在3智能车电机实际工

7、作时的工艺要求及参simpowersystems库的machine模块中选择DC电数计算机模型，修改其中的参数也可以得到需要的电机模型。一般智能小车实际运行时要求电机在尽可能2．2双闭环调速控制系统短的时间内达到最高转速，运行平稳且具有较强电流转速双闭环调速控制系统是由电流调节的抗干扰能力，同时在遇到障砖物时能够迅速响器和速度调节器件串接而形成的电流负反馈内环应减速避让。转换成实际的工艺要求一般表达为：与转速负反馈外环而构成的。通过