无刷直流电机模型

这个例子中的模型使用了一个三相无刷直流电动机，加上一个降压变换器和一个三相逆变器电源链。buck变换器采用mosfet模型，而逆变器采用igbt模型，而不是理想的开关，因此器件的导通电阻和特性得到了恰当的描述。通过改变半导体门触发器，可以控制电机的速度，从而控制直流-直流转换环节和逆变器的电压。

mdl ='scdbldcspeedcontrol';Open_System（MDL）

电机模型参数如下:

p = 4;%极对数Rs = 0.1;%每相定子电阻[欧姆]Ls = 1的军医;%定子自电感/相，Ls [H]MS = 1E-5;％定子互感，MS [H]PSIM = 0.0175;%最大永磁体磁链[Wb]JM = 0.0005;％转子惯性[kg * m ^ 2]TS = 5E-6;基本采样时间[s]Tsc = 1的军医;%内控回路采样时间[s]VDC = 48;％最大直流链路电压[V]

该模型是预配置的，以具有稳定的闭环操作，具有两个级联PI控制器，一个用于内直流链路电压环，一个用于外电机速度环。

kpw = 0.1;速度控制器的比例增益Kiw = 15;速度控制器％积分器增益千伏峰值= 0.1;电压控制器的％比例增益kiv = 0.5;%电压控制器积分器增益

用于测试跟踪性能的信号是一系列的速度斜坡，从0-500 RPM, 500-2000 RPM，和2000-3000 RPM。对具有初始控制器增益的模型进行仿真，发现跟踪响应缓慢，需要对控制器进行重新校准。

Open_System（[MDL'/可视化/ RPM（外）']) sim (mdl)

配置闭环PID自动调谐块

在本例中，您使用闭环PID自动调谐块来改善控制器性能。在实验过程中，这些块通过闭环估计被控对象的频率响应，然后对控制器增益进行调整。检查控制子系统，看到闭环PID自动调谐块在自动调谐速度和自动调谐电压子系统。

Open_System（[MDL' /控制”]）

在典型的级联循环调整练习之后，首先将内部电压环与外速环打开。然后，通过关闭内部电压回路调整外速环。

要指定PID控制器的调优要求，请使用调整每个PID自动箱块的选项卡。在此示例中，控制器是平行的，离散时间，PI控制器。控制器采样时间为100微秒。

一个目标阶段保证金两个控制器为60度，在性能和鲁棒性之间提供良好的平衡。

对于外环控制器，选择a目标带宽100 rad /秒。对于内环控制器，选择估计的目标带宽为400 rad/sec。这些值确保了内环控制器比外环控制器有更快的响应。

闭环PID自整定器块执行闭环实验，以获得被试的频率响应。上指定此实验的参数实验块参数的选项卡。这里，工厂签字是积极的，当设备达到新的稳定状态时，由于在标称工作点上设备输入的正变化导致设备输出的正变化。当植物是稳定的，就像在这个例子中，植物的符号等于它的直流增益的符号。

对于在自动传递过程中注入的正弦波的幅度，使用1以确保工厂适当地激发，同时保持在植物饱和极限内。如果您选择的幅度太小，则AutoTuner块难以区分从电力电子电路中的纹波中的响应信号。

调谐内环PI控制器

对于串级控制器，先建立电压内环的整定模型，再建立速度外环的整定模型。

要使内环控制器的调谐过程，请在自动调谐电压子系统中，将调谐内部电压环恒定块值设置为1.设置该值打开外环并配置内环以使用常数标称电压参考而是12.5代替。

set_param ([mdl“/控制/调节内部电压回路”]，“价值”，' 1 '）

同样，要禁用外部循环调优，将外部速度循环调优常量块值设置为0。

set_param ([mdl'/控制/调整外速循环']，“价值”，' 0 '）

此设置启用闭环PID自动箱块，该块配置为从1到1.8秒的仿真时间运行闭环调谐实验。该工厂使用第一秒达到稳态的操作条件。对闭环实验持续时间的良好估计是， 在哪里是目标带宽。你可以使用％dirm.闭环PID自动箱块的输出，以监测实验的进度并在此时停止％dirm.信号稳定在100%附近。

运行模拟。当实验结束时，闭环PID自动箱块返回内部电压环的调谐PID控制器增益。模型将它们作为数组发送到MATLAB工作空间voltageloopgaine.．

close_system（[mdl'/可视化/ RPM（外）'(mdl) open_system (' /可视化/直流(内部)]) sim (mdl)

使用新增的收益更新内循环PI控制器。

千伏峰值= VoltageLoopGains (1);Kiv = VoltageLoopGains (2);

调谐外环PI控制器

接下来，调整外部速度循环。在自动调优电压子系统中，将调优内电压回路常数块值更改为0，这将禁用内电压回路调优。内环控制器使用新调整的增益，KPV.和Kiv．

set_param ([mdl“/控制/调节内部电压回路”]，“价值”，' 0 '）

类似地，在Autotuning Speed子系统中，将Tune Outer Speed Loop常量块值更改为1，这将启用外部速度循环调优。对于这个循环，使用0.9秒的闭环自动调优持续时间，从1秒开始。调弦的名义速度是2000转/分。

set_param ([mdl'/控制/调整外速循环']，“价值”，' 1 '）

再次运行模拟。当实验结束时，闭环PID自整定模块返回外速度环的PID控制器增益。模型将它们作为数组发送到MATLAB工作空间SpeedLoopGains．

close_system（[mdl' /可视化/直流(内部)(mdl) open_system ('/可视化/ RPM（外）']) sim (mdl)

使用新的收益更新外环PI控制器。

Kpw = SpeedLoopGains (1);Kiw = SpeedLoopGains (2);

自动调谐后提高跟踪性能

若要检查调谐控制器性能，请在两个回路中禁用调谐。

set_param ([mdl“/控制/调节内部电压回路”]，“价值”，' 0 '）set_param（[mdl'/控制/调整外速循环']，“价值”，' 0 '）

调谐增益导致更好地跟踪测试斜坡信号。

sim (mdl)