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基于 Simulink 的 PMSM I/F 启动与滑膜观测器无感 FOC控制:从仿真到 STM32 MBD 实机验证
2026/10/9 8:02:03 网站建设 项目流程

本人近期自学了一下永磁同步电机无感控制的相关内容,并针对一台永磁同步电机独立完成了从仿真到MBD硬件开发的设计工作。本文将详细讲述仿真以及MBD的全过程。由于是小白入门,不免有错误,还请指正。

1. 项目背景与实现目标

本项目基于正点原子所售卖的PMSM(42JSF840AS-1000-8)、无刷电机驱动板(ATK-PD6010B)以及STM32控制板(STM32G474VET6)来进行开发。各硬件参数在正点原子官网可以找到,这里就不再展示。

本项目主要研究如何实现PMSM电机IF启动策略,并在达到稳定条件后切换滑膜观测器进行无感FOC控制。所用到的开发工具为:利用simulink搭建模型进行初步仿真,验证可行性,一切运行稳定后利用MATLAB STM32套件将simulink模型改为MBD模型,结合STM32CUBEMX,将模型生成代码烧录到单片机中,驱动电机运转。

2. Simulink 控制模型搭建

simulink模型中的坐标变换、svpwm、速度环、电流环以及SMO模块均为常规模型,在这里不再说明搭建过程。主要介绍IF启动的策略以及各模块参数的设计与计算。整体模型如下:

该模型为带载IF启动,下部模块的作用是产生超前转子270度(落后转子90度)的虚拟坐标系,即让虚拟坐标系的q轴与转子(d轴)重合,给定角加速度进行强拖,并在强拖的过程中减小虚拟坐标系q轴的电流,利用功角自平衡原理,使虚拟q轴和转子(d轴)之间的夹角越来越大。当两者之间夹角达到90度(即虚拟dq轴和转子真实dq轴重合时),MATLAB Function模块会锁存状态为true,即角度和角速度会切入SMO控制,进入无感FOC阶段,完成本次启动及稳定运行。

各模块参数均采用回调的方式,其设计和计算我将在下面分别说明

1.速度环和电流环PI参数

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