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基于dSPACE開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器開(kāi)發(fā)方法

2009-08-10 | rar | 170 | 次下載 | 10積分

資料介紹

本文提出了一種基于dSPACE 半實(shí)物仿真環(huán)境下,開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的開(kāi)發(fā)方法。通過(guò)dSPACE系統(tǒng)與實(shí)際驅(qū)動(dòng)電路相結(jié)合,建立了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的開(kāi)發(fā)平臺(tái),能夠方便有效地實(shí)現(xiàn)多種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制算法。該平臺(tái)的硬件部分由dSPACE 系統(tǒng)的硬件部分結(jié)合電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)不同的電機(jī)開(kāi)發(fā)需求設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)平臺(tái)的軟件部分包括模塊化建模工具MATLAB/Simulink,與綜合實(shí)驗(yàn)和測(cè)試軟件ControlDesk。通過(guò)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的建立,歸納出一套開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的開(kāi)發(fā)方法。該方法在MATLAB/Simulink 下建立的仿真模型通過(guò)ControlDesk 在線(xiàn)修調(diào)參數(shù),同時(shí)自動(dòng)生成控制代碼。與傳統(tǒng)方法相比,該方法能顯著的縮短控制器的開(kāi)發(fā)周期,降低開(kāi)發(fā)成本。
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于家用電器、伺服系統(tǒng)、電動(dòng)車(chē)輛等方面。同時(shí),開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)因其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大,噪音高等缺點(diǎn)影響了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓寬。另一方面,由于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)自身的電磁原理和特點(diǎn),很難建立精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型,在電機(jī)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)將花費(fèi)很大的精力。因此實(shí)際應(yīng)用中,一般開(kāi)發(fā)復(fù)雜控制算法的控制器來(lái)滿(mǎn)足需求。近年來(lái),復(fù)雜的控制算法不斷應(yīng)用于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的開(kāi)發(fā)。[1]這些復(fù)雜算法需要比較多的代碼編寫(xiě)與調(diào)試時(shí)間,這也決定著整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期與開(kāi)發(fā)成本。
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)伺服控制器的傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程通常是先按照被控對(duì)象控制性能指標(biāo)制定整體方案,然后進(jìn)行硬件制作與軟件編寫(xiě)工作。當(dāng)前,開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的硬件結(jié)構(gòu)已經(jīng)比較成熟,只需要根據(jù)實(shí)際電機(jī)的結(jié)構(gòu)即可確定;相比較而言,復(fù)雜的控制算法需要花費(fèi)更多的時(shí)間與資源來(lái)進(jìn)行編寫(xiě)和調(diào)試,尤其是更換控制算法的情況下,軟件編寫(xiě)需要花費(fèi)更多的精力。鑒于市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品性?xún)r(jià)比的要求,不但要求達(dá)到控制性能指標(biāo),還要求在最短的時(shí)間里選擇出硬件結(jié)構(gòu)與軟件控制算法的最優(yōu)搭配,這也正是傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程很難實(shí)現(xiàn)的。
本文根據(jù)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn),綜合考慮開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所可能出現(xiàn)的問(wèn)題,提出了一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的開(kāi)發(fā)方法。首先根據(jù)被控對(duì)象,搭建開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制平臺(tái)。該平臺(tái)采用目前廣泛應(yīng)用于半實(shí)物仿真領(lǐng)域的dSPACE 實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng),結(jié)合自行開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)電路,借助于模塊化建模工具M(jìn)ATLAB/Simulink 構(gòu)造仿真模型,通過(guò)Simulink 與dSPACE 硬件平臺(tái)的完全無(wú)縫連接,以及實(shí)時(shí)控制工具ControlDesk,實(shí)現(xiàn)控制算法的在線(xiàn)分析、調(diào)試與驗(yàn)證,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制。[2]通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證,該方法能有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制,快速地試驗(yàn)并優(yōu)化各種控制算法,得到相應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)與控制代碼,進(jìn)而完成開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的快速開(kāi)發(fā)。[3]因此,基于dSPACE 半實(shí)物仿真環(huán)境下開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的開(kāi)發(fā)方法,為減少開(kāi)發(fā)成本提供了有效的途徑。
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