【正文】 普拉斯變換得到其傳遞函數(shù)，建立了轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊。輸入量是電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩通過加減乘除得到轉(zhuǎn)速w，再經(jīng)過積分計(jì)算就得到電機(jī)所轉(zhuǎn)的角度。，給出了轉(zhuǎn)矩模塊。這個(gè)模型是由之前第二章的轉(zhuǎn)矩方程得到的。輸入是A、B、C三相的反電動(dòng)勢和電流，輸出是電磁轉(zhuǎn)矩。根據(jù)第二章的反電勢方程以及電壓方程 （23）。其中反電勢模塊的計(jì)算里使用了sfunction函數(shù)。原因是由于反電勢的大小和轉(zhuǎn)子位置信號pos有關(guān)，A、B、C相的反電勢波形成梯形波。：轉(zhuǎn)子位置k*w*((pos)/(pi/6)+1)k*w((pospi/3)/(pi/6)1)k*w*((2*pi/3pos)/(pi/6)+1)k*w*((pospi)/(pi/6)1)k*w*((4*pi/3pos)/(pi/6)+1)K*w*((pos5*pi/3)/(pi/6)1)由該表所表示的關(guān)系可以編寫sfunction函數(shù)：function[ea,eb,ec]=fandianshi(w,pos)k=。if pospi/3 ea=k*w。eb=k*w。 ec=k*w*((pos)/(pi/6)+1)。elseif pos2*pi/3 ea=k*w。 eb=k*w*((pospi/3)/(pi/6)1)。 ec=k*w。elseif pospi ea=k*w*((2*pi/3pos)/(pi/6)+1)。 eb=k*w。 ec=k*w。elseif pos4*pi/3 ea=k*w。eb=k*w。 ec=k*w*((pospi)/(pi/6)1)。elseif pos5*pi/3 ea=k*w。 eb=k*w*((4*pi/3pos)/(pi/6)+1)。 ec=k*w。else ea=k*w*((pos5*pi/3)/(pi/6)1)。 eb=k*w。ec=k*w。end輸入是轉(zhuǎn)子位置信號和角速度信號，k是反電勢常數(shù)。輸出即A、B、C三相反電動(dòng)勢。，給出了電流滯環(huán)控制模塊。輸入是三相實(shí)際電流和三相參考電流，輸出是pwm控制脈沖pos信號。轉(zhuǎn)速控制模塊的輸入是參考轉(zhuǎn)速和實(shí)際反饋的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)之后輸出電流信號給下面的電流參考模塊，：參考電流模塊作用是由輸入的位置pos信號和電流幅值信號來產(chǎn)生三相參考電流，輸出的三相參考電流直接和實(shí)際的三相電流做比較，即電流滯環(huán)控制模塊來產(chǎn)生脈沖pulse信號。：轉(zhuǎn)子位置000000，可以通過編寫sfunction函數(shù)來實(shí)現(xiàn)參考電流模塊，下面給出其s函數(shù)：function[Iar,Ibr,Icr]=f(Is,pos)if pospi/3 Iar=Is。Ibr=Is。Icr=0。elseif pos2*pi/3 Iar=Is。Ibr=0。Icr=Is。elseif pospi Iar=0。Ibr=Is。Icr=Is。elseif pos4*pi/3 Iar=Is。Ibr=Is。Icr=0。elseif pos5*pi/3 Iar=Is。Ibr=0。Icr=Is。else Iar=0。Ibr=Is。Icr=Is。end對于逆變器。輸入是220伏的直流電壓以及電流控制模塊產(chǎn)生的pulse信號，通過三相全橋逆變，再經(jīng)過電壓表，產(chǎn)生方波電壓輸出。在無刷直流電機(jī)的雙閉環(huán)設(shè)計(jì)中，在電機(jī)起動(dòng)時(shí)給出了參考轉(zhuǎn)速300r/min。觀測了A、B、C三相的電流，A、B、C三相的反電動(dòng)勢以及無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。觀測中選取A相的波形，下面給出了觀測的各個(gè)波形圖：。，之后A相電流就減小了。，觀測了0到2秒內(nèi)A相反電動(dòng)勢的變化情況。反電勢逐漸增大，隨著轉(zhuǎn)速迅速達(dá)到額定值并穩(wěn)定下來，反電勢穩(wěn)定呈梯形波。，紅色線表示的是給定的參考轉(zhuǎn)速，黑色線表示的是實(shí)際轉(zhuǎn)速。觀測了2秒內(nèi)無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位是r/min。,，然后穩(wěn)定在300r/min。，黑色線表示電機(jī)的實(shí)際電磁轉(zhuǎn)矩。觀測了0到2秒無刷直流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的變化情況，可以看到電磁轉(zhuǎn)矩在起動(dòng)時(shí)比較大。，在額定300r/min的轉(zhuǎn)速下，無刷直流電機(jī)起動(dòng)穩(wěn)定并且快速，僅產(chǎn)生了很小的超調(diào)量。，能夠平穩(wěn)帶動(dòng)恒定負(fù)載起動(dòng)直到達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。由以上波形圖可以看出該轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)快速平穩(wěn)起動(dòng)，并且具有良好的靜動(dòng)態(tài)特性。本章開始先簡單介紹了MATLAB/SIMULINK的由來、功能以及特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上開始利用MATLAB/SIMULINK搭建無刷直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速的各個(gè)模塊。本文采用了各個(gè)模塊封裝的方法，將無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)分為電機(jī)本體模塊、逆變器模塊、參考電流模塊、電流控制模塊、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊。其中最復(fù)雜的是電機(jī)本體模塊，又具體分為轉(zhuǎn)矩計(jì)算模塊、轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊和電壓方程及反電勢模塊。在介紹各個(gè)模塊搭建及系統(tǒng)框圖構(gòu)成之后，進(jìn)行了參數(shù)設(shè)定，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真。根據(jù)產(chǎn)生的波形圖，不難看出該轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定快速啟動(dòng)并進(jìn)入平穩(wěn)運(yùn)行。第五章 結(jié)論與展望本文首先介紹了無刷直流電機(jī)的歷史和發(fā)展，簡要地概括了其特點(diǎn)：體積小，重量輕，轉(zhuǎn)矩大且穩(wěn)定性，可靠性高。接著通過查閱文章和資料了解了一些經(jīng)典的控制直流電機(jī)的方法如雙閉環(huán)控制，以及近年來興起的控制直流電機(jī)的方法。在第二章中重點(diǎn)介紹分析了無刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理及其結(jié)構(gòu)，知道了它是由轉(zhuǎn)子位置檢測器，電機(jī)本體，功率開關(guān)器件和控制電路所組成。本文采用的是三相全橋，120176。導(dǎo)通型的無刷直流電動(dòng)機(jī)。在電機(jī)定子三相完全對稱，忽略定子繞組電樞反應(yīng)的影響；電機(jī)氣隙磁導(dǎo)均勻，磁路不飽和，不計(jì)渦流損耗的情況下。建立模型方程。在了解完無刷直流電機(jī)工作原理之后，本文采用了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)來對無刷直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。在理解轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速的基礎(chǔ)上，主要是做出系統(tǒng)控制框圖并求出傳遞函數(shù)，設(shè)計(jì)出轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器。在前面無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)基礎(chǔ)上，利用MATLAB/SIMULINK搭建了無刷直流電機(jī)雙閉環(huán)控制的整體框圖。本文給出了電機(jī)具體參數(shù)和轉(zhuǎn)速控制模塊的具體參數(shù)，得到了仿真結(jié)果。結(jié)果表明該轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠快速，準(zhǔn)確地使無刷直流電機(jī)起動(dòng)，并穩(wěn)定運(yùn)行。具有良好的靜動(dòng)態(tài)特性，符合本文設(shè)計(jì)的要求。隨著電力電子，微型處理器等現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，在調(diào)速鄰域中，轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制的理念已經(jīng)得到大多數(shù)學(xué)者工程師的認(rèn)同。雙閉環(huán)控制可以實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速、電流這兩種負(fù)反饋兩者分別作用，并從中獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能。將越來越廣泛地運(yùn)用在國防、航空航天等高科技領(lǐng)域，也將越來越多地運(yùn)用在人們的生活中去。致謝這次本科畢業(yè)設(shè)計(jì)要感謝王偉然老師，在王老師的細(xì)心指導(dǎo)下。在論文完成的過程中，不僅給我提供了關(guān)于無刷直流電機(jī)原理和控制原理的一些講解，還推薦了相關(guān)的參考書目。在關(guān)于雙閉環(huán)控制的模塊搭建中，也給我講解了一些模塊的原理。在遇到困難時(shí)，總能幫助我、鼓勵(lì)我讓我有信心繼續(xù)完成這個(gè)課題。同時(shí)也要感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和老師能給我畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)和建議。參考文獻(xiàn)[1]陳中 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