基于模型的无刷电机控制代码快速生成.pdf

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1、¨基于模型的无刷电机控制代码快速生成周宇博。刘杰(福州大学物理与信息工程学院，福州350003)摘要：基于模型设计是国外流行的一种先进的嵌入式系统开发方式。以无刷直流电机为例，利用开发工具Simulink、Stateflow、Real—TimeWorkshop(RTW)等，可在MATLAB平台实现其算法模型。经验证正确后直接生成嵌入式代码，用户仅需作少量代码微调即可在Proteus中进行虚拟硬件测试。该方法无需设计者精通各种编程语言，只需了解设计规范与实现原理，极大地降低了嵌入式系统开发难度，缩短了开发周期，并且能够保证代码的高效性、可靠性。关键词：基于模型设

2、计；代码快速生成；Stateflow；Real—TimeWorkshop中图分类号：TP332文献标识码：AModel—‘BasedRapidCodeGenerationforBrushlessDCMotorControllingZhouYubo，LiuJie(CollegeofPhysics＆InformationEngineering，FuzhouUniversity，Fuzhou350002。China)Abstract：Thispaperprovidesanewmethodforembeddedsystemdevelopment．TakingBLDCc

3、ontrollingforexample，thealgorithmmodelcanbeachievedontheMATLABplatformusingSimulink，StateflowandReal—TimeWorkshopproducts．RTWwillgenerateembeddedcodeafterthevalidationofalgorithmmodel，andtheonlythingthatdesignersneedtodoisasmallamountoftuningofthecode．VirtualhardwaretestinginProteus

4、isnecessarytoguaranteereliabilityofthecode．ThismethoddoesnotneeddesignerstobeproficientinprogrammingLanguage，butsimplytounderstandthespecificationofthedesignandwaytoachieveit．IthasbeenprovedthatThismethodcannotonlysignificantlyreducethedifficultyandtimeinembeddedsystemdevelopment，bu

5、talsoensuretheefficiencyandreliability．Keywords：model—baseddesign；rapidcodegeneration；Stateflow；Real—TimeWorkshop直流无刷电机的控制系统，其结构框图如图1所示。直流引言电源通过开关电路向电动机定子绕组供电，位置传感器随时检测转子所处的位置，并根据位置信号来控制开关管的随着软硬件技术的不断发展，以及用户对产品安全导通和截止，从而自动地控制哪些绕组通电、哪些绕组断性，可靠性的要求，嵌入式应用的开发难度与代码体积都电，实现了电子换相。在迅速增加，传统的基于

6、文本的开发方式已经越来越难以满足这种高性能与快节奏研发的要求。基于模型的设计方法利用Mathworks提供的一系列工具，可直接实现从设计理念到算法模型，再由模型自动生成嵌入式代码的高效开发流程。对于本例来说，在图1无刷电机控制系统结构框图LPC2124芯片上实现无刷电机控制(BLDC)，设计者无需下面以一个三相绕组的无刷电机为例，简要介绍其_1：考虑如何将电机状态的变换用C或汇编语言体现，仅需作原理。图2为三相全桥式驱动电路原理图，对其采用二关注算法本身，将繁琐的代码生成工作交给计算机完成。相通电的方式驱动，即有两个绕阻同时通电。图中包含(；这样可以大大缩短产

7、品开发周期，显著提高工作效率。个晶体管、二极管组成的三相逆变电路，Ha、Hb、Hc为霍尔元件反馈的转子位置信号。控制电路会根据位置信号1原理分析决定6路PWM信号的通断，进而使功率管导通或关断，直流无刷电机的工作离不开电子开关电路，因此由电使绕阻按一定顺序导通，驱动电机连续旋转。动机本体、转子位置传感器和电子开关电路3部分组成了当采用二相导通方式驱动电机时，功率管的导通或关paper@mesnet．com．ci1(投稿专用)2012年第3期平机嵌入式系忱应阳专题论述断情况经过1／6周期(即60。)。在直流无刷电机的内部嵌MotorO{{子状态中，将6路PWM信

8、号的占空比调至有3个霍尔位置传感器，它