电动汽车无刷直流电机驱动系统实时仿真

1、系统仿真学报电动汽车无刷直流电机驱动系统实时仿真卢子厂，柴建云，王祥街，邱阿瑞（激找学电机工程与E拥电子技术系，|谅100084）设计发电动汽车的过程中，采用实时数字仿真可实现并行工程，缩短开发时间，节约开宠建模I具Simulink建立无直流电机驱动系统模型，采用dSPACE实时仿直环自动4：i控制及被控对象模型实时代码。实时仿真系统具有与实际系统的硬件接口，可以与实际4空制器或电构成硬件在回路仿真测试或快速控制原型系统。实时仿真与真实系统。假设：转子感应电流忽略不计，无阻尼绕组，电势为120.顿梯厉，491120泪I则无刷直流电机是一个分蚺，在以，C坐系统仿真学报圄1无刷直流电机电子换向主电

2、路，工作波形和换向逻辑压；心，咚，心为a，b，c相电势；4为相电流平顶部分的数值；I为电势平顶部分的数值；凡为定子相电阻，k为定子相自感和定子相间互感；L为转子电角速度和机械角速度；0为转子电角；L为电势系数；=2为转矩系数；P为极对数；7，八为电磁转矩和机械负载转矩；/为转子转动惯量。根据磁极位S信号，由分段线性函数产生每相电势信号。无刷直流电机基于转子磁极位置进行电子换向，表现为连续时间与离散事件的混合系统。据上述的数学模型得到圄2所示的无刷直流电机电气子系统Simulink框圄。圄中限幅器的限幅值取为1/2，以获得120.梯形波的三相电势。由于限幅器的增益衰减为1/2，为获得电势心，办，

3、心，其后串接放大器的增益取为2. 2无刷直流电机换向模型无刷直流电机的转子磁极位置信号确定了相电流相位和频率，转矩指令值确定相电流幅值。电机电动运行时相电流与相电势同相，因此电动运行时相电流正半波值为其中fl，f2，f3，f1，f2，f3为磁极位置逻辑信号及其反相信号。相电流负半波值为相电流全波值为其中=7；/r，为Im值，7；为7；值。电机发电运行时，/m*反号，相电流与相电势反相（参见1）。磁极位置逻辑信号为开发的dSPACE实时系统DS1103，DS1103板插入PC机主板ISA扩展槽中，由PC机提供电源，所有模型实时计算都由DS1103独立执行，而dSAPCE试验工具软件则运行在PC主

4、机上。了dSPACE系统I/O硬件模型和实时操作系统内核，可从应用系统Simulink模型自动生成目标系统实时代码。Real-TimeInterface还根据信号和参数产生一个变量文件，由实验工具软件ControlDesk进行访问。软件ControlDesk的支持下，可以很快地实现电力驱动系统快速控制原型或硬件在回路仿真测试。圄4是采用上述电机模型与dSPACE系统I/O硬件模型建立的无刷直流电机驱动系统Simulink框圄。圄的下部是无刷直流电机系统模型，作为实时任劳，模型具有与实际控制器的硬件接口，可输入6路真实PWM脉冲信号，输出电机电转矩等模拟信号；上部是控制器模型，作为实时膜r2，由

5、DSP控制器F240硬件产生PWM，瓶用PWM信号作为控制器采样定时。变流器采用开关函数建模方法，测速模型包括数字式增量编码器模型和模拟式正弦编码器模型。控制器和电机系统模型通过硬件接口实现闭环，与72以异步采样模式工作，构成两定时器任务系统。实时电机系统模型对控制器的输出采样，会造成电机系统模型的可变延时，为解决由此引发的抖动问题，设置的采样速率远高于7的采样速率。为减少控制器从硬件接口读入磁极位置信号和换向控制误差，72的采样速率也不能太低。4实验结果实时仿真系统实验针对我们研制的混合电动车无刷直流电机驱动系统，逆变器参数：1200V，300A，PWM开关随着送入话务量的增大，呼损概率呈单

6、调上升，且前阶段上升快，后阶段上升慢。实际应用中由于QoS的需要，往往对呼损概率有一个容限，对应最大可接受的送入话务量。随着送入话务量由零增大，损失制系统的呼损概率迅速上升，很快就可能达到容限。如果系统开销允许的话可以考虑等待制，则送入话务量可继续增大而不超过容限。所谓等待制，即当话音信道全忙时，不立即弃新的请求信息，而是编成队列等待处理。当然，等待制增加了用户的平均等待时间。送入话劳量A（爰尔兰）m=6时呼损概率p与送入话劳量关系曲线当系统负荷很小时，按等待制工作对话务承载能力的提高效果并不明显，为简便起见可采用损失制；反之，呼叫频繁且通话时间相对较长的情况则适合用等待制。当送入话务量继续增

7、大时，系统没有额外开销来维持足够长的队列，从而再次导致请求的弃，使得呼损概率超过容限。比较两种制式可知，等待制可以在一定的话务量范围内以增加额外开销来弥柬制的不足，超出这个范围就无能为力了。实际中，可以通过权衡整个系统的处理能力和话务量大小来iSS送入话的丨临界值，在运行过程中话务量大小，在两种制式之间自适应的切换工作方式，以发挥系统最佳的效能。6结论采用分布式信令方案是诸多无中心交换网结拓扑的首选之一，本文仅仅是就有线共享媒质，由FSM模型设计出信令方案，并进行了CCS下的仿真。本文讨论的共享媒质是总线拓扑的，进一步的工作可以考虑如何实现多个此类甚至异构子网结之间的互连互通。从技术发展的角度来看，分布式交换的概念也正向无线网