基于DSP的永磁同步电机建模

邹祎

摘要： 永磁同步电机控制系统硬件在环仿真中，真实的控制器与逆变器模型及其永磁同步电机模型连接以完成仿真测试，本文对硬件在环仿真方案中的永磁同步电机模型进行研究，基于DSP建立永磁同步电机模型，并在MATLAB中进行仿真，仿真结果表明，模型运行正常。

Abstract： In Hardware-in-Loop simulation of PMSM， real controller relates with virtual inverter model and PMSM model to achieve simulation. This paper researches on PMSM model in HIL simulation and construct model of PMSM in DSP then verifies simulation in MATLAB. The result shows that model works well.

关键词： 数据挖掘；模型与算法；应用发展方

Key words： DSP；PMSM；MATLAB

中图分类号：TJ811 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）35-0117-02

0 引言

硬件在环仿真是以实时处理器运行仿真模型来模拟受控对象的运行状态，通过I/O接口与被测对象相连接。永磁同步电机控制系统硬件在环仿真能对永磁同步电机控制系统实现兼顾全面度和精细度的仿真，该硬件在环仿真方案中的永磁同步电机模型仿真步长为微秒级，适合建立在DSP中。本文对基于DSP中的永磁同步电机模型进行了研究。

3 仿真验证

为了验证DSP中离散化电机模型的正确性，基于Matlab的S-Function功能对该电机进行开环仿真，

S-Function是Matlab的一种用户自定义模型的接口，它提供的形式非常全面，包括连续、离散和混合系统，几乎所有的Simulink模型都可以被描述为S-Function，因此用C语言描述该电机模型后可以将该模型加进Simulink模型，从而验证模型的正确性。电机模型参数如表1，开环仿真图如图1所示。

Sine Wave1-3均为采样周期为3kHz的离散化正弦波形，三相之间互差120，正弦信号频率为24Hz，电机的负载转矩设置为10N·m。

因为在建立电机模型的过程中形成了转子位置反馈的简单闭环，所以IA、Te、？棕e等输出量都能得到一定程度的控制。IA波形如图2（a）所示，电流波形为较为理想的频率接近24Hz的正弦波；电磁转矩Te波形如图2（b）所示，由波形可得经过一段时间的大幅震荡以后，电机产生的转矩在9～11的区间内小幅振荡；电角速度？棕e的波形如图2（c）所示，观察电角速度波形可得，经过一段时间的大幅震荡之后，速度在150弧度每秒附近振荡，电机电角度？兹e图2（d）波形也表明电机以相对稳定的速度旋转，该开环仿真从理论上验证了该模型的正确性。

4 小结

本文基于永磁同步电机的硬件在环仿真方案在DSP中建立了永磁同步电机模型，对常系数微分方程经离散化后转化为查分方程经编程后烧入DSP中，最后对离散化的模型进行了MATLAB仿真，仿真结果验证了模型的正确性。

参考文献：

[1]顾卫钢.手把手教你学DSP——基于TMS320X281X[M].北京航空大学出版社，2011.

[2]王成元，夏加宽，孙宜标.现代电机控制技术[M].机械工业出版社，2009.

[3]赵辉，鲁超，冯金钊.基于SVPWM的永磁同步电机控制策略研究[J].电测与仪表，2009，46（7）：13-16.