无刷直流电机控制系统的设计方案

和限幅模块将输出的三项参考电流的幅值限定在要求范围内，如图7所示。

3.4 参考电流模块

参考电流模块的作用是根据电流幅值信号Is和位置信号给出三相参考电流，输出的三相参考电流直接输入电流滞环控制模块，用于与实际电流进行电流滞环控制。参考电流模块采用S-Function编程实现。

3.5 电压逆变模块

电压逆变模块实现的是逆变器的功能，输入为位置信号和电流滞环控制模块给出逆变控制信号，输出为三相端电压。

该模块可根据位置信号判断电机所处的运行阶段，给出相应的三相端电压信号，该模块采用S-Function编程实现。

4.仿真结果

本文基于M a t l a b / S i m u l i n k建立了BLDCM控制系统的仿真模型，并对该模型进行了$BLDCM双闭环控制系统的仿真，仿真中BLDCM参数设置为：定子相绕组电阻R=1Ω，定子相绕组自感L=0.02H,互感M=-0.0061H,转动惯量J=0.005kg.m2,额定转速n=2400r/min,极对数p=1,额定电压220V.为了验证所设计的BLDCM控制系统仿真模型的静、动态性能，系统空载起动，进入稳态后，在t=0.5s时突加负载TL=5Nm,在t=0.65s时撤去负载，可得到系统转速、转矩、三相相电流和三相反电动势仿真曲线如图8-11所示。

由仿真波形可以看出，在n=2400r/m i n的参考转速下，系统响应快速且平稳，相电流和反电动势波形较理想。图9、1 0表明：起动阶段系统保持转矩恒定，没有造成较大的转矩和相电流冲击，说明参考电流的限幅作用有效;空载稳速运行时，忽略系统的摩擦转矩，此时的电磁转矩均值为零;在t=0.5s时突加负载，转速发生突降，但又能迅速恢复到平衡状态，稳态运行时无静差。仿真结果表明了本文提出的这种$无刷直流电机控制系统的设计方案具备有效性及控制系统的合理性。

5.结论

本文在分析BLDCM数学模型的基础上，在Matlab/Simulink仿真环境下，结合独立的功能模块与S-Function模块，提出了无刷直流电机控制系统设计方案。仿真结果表明：波形符合理论分析，系统具有较好的动、静态特性，能够平稳运行，实用性强。