电机控制验证学习利器—离散化永磁同步电机仿真验证框架的搭建开发
导读：为什么要在MATLAB中进行离散化仿真搭建？原因就是电机控制验证最终要通过控制芯片在硬件上去实现，而控制芯片实现算法的过程就是以离散化的方式，如图（1）所示。离散化仿真在一定程度上可以模拟实物的效果，所以在验证开发时最好选择离散化验证。
图1 离散化曲线图示
在MATLAB/Simulink中进行离散化仿真搭建，可以选择模块化、sfunction以M语言或者C语言来实现，具体分析可见表（1）。
表1 各种离散化仿真类型的分析
@正文安排：
一、离散化仿真验证框架根目录介绍以及后续的开发后续
（1）本期开发离散化仿真验证框架的根目录
（2）后续的开发
二、仿真验证框架各个控制模块的输出波形的分析
（1）电流
（2）电压
（3）转速
（4）转矩
（5）SVPWM
三、贴近实际硬件的设计简析
（1）设计速度环和电流环以不同的周期调用
（2）添加PWM死区
四、模型获取和下期文章安排
正文如下：
一、离散化仿真验证框架根目录介绍以及后续的开发后续
1.1本期开发离散化仿真验证框架的根目录
图1.1 硬件部分
图1.2 控制策略实现部分
整个仿真验证部分一共分成4个部分：
（1）硬件模拟；
（2）控制层和SVPWM调制模块；
（3）加载部分和Powergui、示波器；
（4）脚本文件，用于设置电机参数和控制参数；
1.2 后续的开发
后续开发升级主要针对控制层，将输入、输出通道固定，控制层采用sfunction模块进行M语言实现。这样的好处就是仿真框架方便持续开发，不管验证什么控制策略，只需要在控制层的sfunction更改即可。
二、仿真验证框架各个控制模块的输出波形的分析
图2.1 三相定子电流波形的变化情况
图2.2 d、q轴电流的变化情况
2.2 电压
图2.3 Vd、Vq电压的变化情况
2.3 转速
图2.4 速度波形变化情况
2.4 转矩
图2.5 转矩波形变化情况
2.5 SVPWM
图2.6 马鞍波的变化情况
仿真工况和控制策略：
（1）转速运行在±150rpm，分别在0.6秒和1.2秒时进行正反转切换；
（2）带载起动；
（3）PWM的开关周期为10KHz；
（4）控制策略：id=0的永磁同步电机有感控制。
三、贴近实际硬件的设计简析
3.1 为什么设计速度环和电流环以不同的周期调用
结论：电流的变化要比速度变化的频率要高，一般电流环控制周期是微秒级，速度环的控制周期为毫秒级。
电流环作为内环，其快速响应为速度环提供实时转矩控制；速度环作为外环，周期性调用（如毫秒级）确保速度调节的稳定性，避免因过快调用导致系统震荡。
3.2 添加PWM死区
PWM添加死区的目的就是防止IGBT模块的上桥和下桥直通，导致炸机。一般在硬件实现的时候添加PWM死区，模型验证属于理想化情况，所以也就可有可无了。
四、模型获取和下期文章安排
4.1 模型获取
（未作链接，先以此替代，或直接私信获取）
4.2 后期文章安排计划
后期文章主要介绍如何利用伯德图bode来分析控制系统，因为后续开发中的PI调节器参数整定、锁相环PLL参数整定都需要用到，所以单独一期进行相关内容的学习。
