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wordpress手机图片站,国际新闻最新消息内容,网站开发北京公司,中航建设集团有限公司网站BLDC直流无刷电机FOC控制 在Matlab/Simulink中实现了无刷直流电机的磁场定向控制FOC#xff0c;整个FOC架构包括#xff1a; 1、估计#xff1a;根据霍尔传感器信号估计转子位置、角度和电机速度#xff1b; 2、诊断#xff1a;执行错误检测#xff0c;如霍尔传感器未连接…BLDC直流无刷电机FOC控制 在Matlab/Simulink中实现了无刷直流电机的磁场定向控制FOC整个FOC架构包括 1、估计根据霍尔传感器信号估计转子位置、角度和电机速度 2、诊断执行错误检测如霍尔传感器未连接、电机阻塞、MOSFET故障 3、控制管理器管理控制模式电压、速度、扭矩之间的转换 4、FOC算法实施FOC策略 5、控制类型管理器管理换向、正弦和FOC控制类型之间的转换 FOC磁场定向控制算法具有以下3种控制模式 电压模式在此模式下控制器向电机施加恒定电压。 速度模式在此模式下闭环控制器通过拒绝施加到电机的任何干扰电阻负载来实现输入速度目标。 扭矩模式在此模式下实现输入扭矩目标。 当扭矩目标为“0”时该模式启用电机“空转”。 诊断 不断监测电机是否存在错误。 这些错误包括 错误001霍尔传感器未连接 错误002霍尔传感器短路 错误004电机无法旋转可能原因电机相位断开、MOSFET故障、运算放大器故障、电机堵塞。玩过BLDC电机的老铁都知道FOC控制这玩意儿就是个既要懂理论又要会实操的活儿。今天咱们直接上干货拆解下我在Matlab/Simulink里搭的这套FOC系统保准让你看到代码比看原理图还带劲。先看这个转子位置观测模块霍尔信号处理绝对是个玄学环节。之前用M代码写的角度估算函数翻过车后来改成了Simulink自带的Sensor Decoder模块function theta hall2angle(hallABC) % 霍尔信号转机械角度查表法 hall_state bi2de(hallABC); angle_map [0, 60, 120, 180, 240, 300]; theta angle_map(hall_state1); end这段代码坑点在于霍尔信号跳变时的毛刺处理必须得加个数字滤波器。实测发现当电机转速超过3000rpm时用IIR滤波比移动平均靠谱窗口大小设置成电周期1/4最稳。诊断模块绝对是系统的安全卫士咱给错误检测写了个状态机if any(HallVoltage 0.3) error_code bitor(error_code, 1); % 错误001触发 end if RPM 50 abs(Iq) 0.5 t 0.1 error_code bitor(error_code, 4); % 错误004砸场子 end这里有个骚操作——用电流环的积分项当堵转检测指标。当q轴电流持续高位但转速上不去八成是电机卡死了比单纯看转速阈值灵敏得多。控制模式切换这块必须丝滑搞不好会炸MOS管。咱们用状态迁移图实现的模式切换核心是这个transition函数function mode controlModeSwitch(current_mode, cmd) transition_matrix [ % Voltage Speed Torque [1, 2, 3]; % From Voltage [1, 2, 3]; % From Speed [1, 2, 3] % From Torque ]; mode transition_matrix(current_mode, cmd); end重点在于切换瞬间的变量保持策略速度模式切扭矩模式时要把速度环的输出作为扭矩环的初始值不然会产生转矩突变。说到FOC核心算法Clarke变换千万别用教科书写法得考虑计算效率function [I_alpha, I_beta] clarke_transform(Ia, Ib, Ic) I_alpha Ia; I_beta (Ib - Ic)/sqrt(3); % 优化掉乘法运算 endPark变换里角度补偿是个魔鬼细节实测发现当电机高速旋转时用预测角度比当前角度更稳补偿公式θcomp θ ωTsample0.5能有效减少相位滞后。最刺激的还是扭矩模式空转的实现当目标扭矩设零时if Torque_ref 0 Vd 0; Vq 0; enable_brake false; % 关断所有PWM end这时候电机就跟断了线的风筝似的自由旋转但要注意反电动势可能会让母线电压飙升得加个主动短路保护。最后给新手提个醒FOC参数整定别急着调PI先把观测器带宽和电流采样频率匹配好。遇到诡异震荡时八成是SVPWM的死区时间没设对用这个公式校准DeadTime (1e9/(PWM_freq1e6))0.07 20; % ns单位计算这套系统在四轴电机上跑过实测从零速到20000rpm切换只要0.2秒抗负载扰动比六步换向强了不止一个档次。代码虽然看着不复杂但每个变量背后的物理意义得门儿清不然调参调到头秃也搞不定。