BLDC电机模型

该示例中的模型采用三相BLDC电机，与降压转换器和3相逆变电源连杆耦合。降压转换器采用MOSFET和具有IGBT而不是理想开关的逆变器建模，使得设备在电阻和特性正确。可以通过改变控制电动机速度的半导体栅极触发来控制DC-DC转换器连杆和逆变器的两个电压。

mdl =“scdbldcspeedcontrol”；open_system (mdl)

电机模型参数如下。

p = 4;％杆对数Rs = 0.1;每相的％定子抗性[欧姆]ls = 1e-4;每相自定子自感，LS [H]= 1 e-5女士;%定子互感，Ms [H]psim = 0.0175;％最大永磁磁通连杆[WB]Jm = 0.0005;%转子惯性[Kg*m^2]Ts = 5 e-6;基本采样时间[s]TSC = 1E-4;内部控制环的％采样时间[S]Vdc = 48;%直流链路最大电压[V]

该模型预先配置有两个级联PI控制器，一个用于内部直流链路电压环，一个用于外部电机速度环，具有稳定的闭环运行。

Kpw = 0.1;速度控制器的％比例增益kiw = 15;%用于速度控制器的积分增益千伏峰值= 0.1;%比例增益电压控制器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从0-500 rpm，500-2000rpm和2000-3000 rpm的一系列速度斜坡。使用初始控制器增益模拟模型显示跟踪响应慢，表明需要控制器重新校准。

open_system ([mdl' /可视化/ RPM(外部)]）SIM（MDL）

配置闭环PID自动箱块

在此示例中，您可以使用闭环PID自动箱块提高控制器性能。这些块估计在实验期间循环关闭的植物频率响应，然后调整控制器增益。检查控制子系统，以在自动调速速度和自动调谐电压子系统中看到闭环PID自动箱块。

open_system ([mdl'/控制']）

遵循典型的串级回路调谐实践，首先调谐内部电压回路与外部速度回路打开。然后，调整外部速度环与内部电压环关闭。

要指定PID控制器的调整要求，请使用参数调优选项卡的每个PID自动调谐器块。在这个例子中，控制器是并行的，离散的，PI控制器。控制器采样时间为100微秒。

一种目标阶段保证金为60度的两个控制器提供了良好的性能和鲁棒性之间的平衡。

对于外环控制器，选择一个目标带宽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自动箱块执行闭环实验以获得植物频率响应。您指定此实验的参数实验选项卡的块参数。在这里,植物标志是积极的作为标称操作点的植物输入的阳性变化导致植物输出的正变化，当植物达到新的稳态时。当植物稳定时，如在这个例子中，植物标志相当于其直流增益的标志。

对于在自动调谐过程中注入的正弦波的振幅，使用1以确保装置在保持装置饱和极限的同时被适当地激发。如果你选择的振幅太小，自动调谐器块在电力电子电路中很难区分响应信号和纹波。

调优内环PI控制器

对于调整级联控制器，请首先设置用于调整内部电压环的模型，然后是外速环。

为了使内环控制器的调优过程能够进行，在自动调优电压子系统中，将调优内环电压常数块值设置为1。设置此值将打开外部回路，并将内部回路配置为使用恒定标称参考电压12.5。

set_param（[mdl'/控制/调谐内部电压环']，'价值'那'1'）

此外，为了禁用外循环调谐，将调谐外速环恒定块值设置为0。

set_param（[mdl“/Control/Tune Outer Speed Loop”]，'价值'那'0'）

这个设置使闭环PID自动调谐块被配置为运行闭环调谐实验从1到1.8秒的模拟时间。电站利用第一秒达到稳态运行条件。闭环实验持续时间的一个很好的估计是,在那里为目标带宽。你可以使用% conv输出的闭环PID自整定块，以监控实验的进展，并停止时，实验% conv信号稳定接近100％。

运行仿真。当实验结束时，闭环PID自整定模块返回内电压回路的调谐PID控制器增益。该模型将它们发送到MATLAB工作区作为数组VoltageLoopGains。

close_system ([mdl' /可视化/ RPM(外部)]）Open_System（[MDL'/可视化/ VDC（内部）']）SIM（MDL）

用新增益更新内环PI控制器。

kpv = voltageloopgains（1）;KIV = Voltageloopgains（2）;

外环PI控制器整定

接下来，调整外速循环。在自动调谐电压子系统中，将调谐内部电压环常数块值的值更改为0，禁用内部电压环调谐。内循环控制器使用新调谐的增益，千伏峰值和KIV.。

set_param（[mdl'/控制/调谐内部电压环']，'价值'那'0'）

类似地，在自动调速速度子系统中，将调谐外速环常数块值更改为1，这使得外速循环调谐能够。对于此循环，请使用闭环自动调谐持续时间为0.9秒，从1秒开始。调整的标称速度为2000 rpm。

set_param（[mdl“/Control/Tune Outer Speed Loop”]，'价值'那'1'）

再次运行模拟。实验结束后，闭环PID自动箱块返回外速循环的调谐PID控制器增益。该模型将它们发送到MATLAB工作区作为数组Speedloopgains.。

close_system ([mdl'/可视化/ VDC（内部）']）Open_System（[MDL' /可视化/ RPM(外部)]）SIM（MDL）

用新增益更新外环PI控制器。

kpw = speedloopgains（1）;kiw = speedloopgains（2）;

改进的跟踪性能后，自动调整

要检查调谐控制器性能，请在两个循环中禁用调谐。

set_param（[mdl'/控制/调谐内部电压环']，'价值'那'0'(mdl) set_param (“/Control/Tune Outer Speed Loop”]，'价值'那'0'）

调整后的增益可以更好地跟踪测试斜坡信号。

SIM（MDL）