無刷直流電機閉環(huán)調(diào)速實驗裝置的建模與仿真

　　摘 要：以無刷直流電機閉環(huán)調(diào)速實驗裝置為研究對象，分析了無刷直流電機控制特性，結(jié)合傳感器技術(shù)給出了轉(zhuǎn)速單閉環(huán)和轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)２種調(diào)速控制策略，分別建立了２種調(diào)速系統(tǒng)的 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型并進 行了仿真比較。結(jié)果顯示：２種調(diào)速系統(tǒng)都具有良好的動態(tài)響應(yīng)和抗擾動性能。在突加負載的情況下，雙 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)比單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)對電流轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)更快且波動超調(diào)較小，雖然電機轉(zhuǎn)速落差較大，但 總 體 性能較優(yōu)。

　　現(xiàn)在，節(jié)能環(huán)保、方便快捷的電力驅(qū)動的各類電動交通工具（例如電動自行車、電動汽車等）得到了越來越廣泛的應(yīng)用［１－３］。電動汽車的電機控制系統(tǒng) 具 有 響應(yīng)快、可靠性高、調(diào)速范圍寬、控制精度高的特點。電動汽車的電機控制系統(tǒng)主要包括有刷直流電機系統(tǒng)、感應(yīng)電機系統(tǒng)、開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)、永磁無刷直流電機系統(tǒng)。其中永磁無刷直流電機既具備交流電機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠等一系列優(yōu)點，又具備直流電機運行效率高、調(diào)速范圍寬且調(diào)速方法簡單的優(yōu)點，成為低速電動助力車的主流驅(qū)動電機［４－６］。本文對永磁無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)實驗裝置進行了研究［７－８］，基于傳感器技術(shù)提出了一種速度單閉環(huán)和一種轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的控制策 略，利 用 Ｍａｔｌａｂ 仿 真 軟 件 中 的 ＳｉｍＰｏｗｅｒＳｙｓ－ｔｅｍｓ［９－１０］庫，分別建立了２種調(diào)速系統(tǒng)的 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型，通過仿真比較了２種控制策略的優(yōu)缺點。