CN110456657A - 一种磁阻电机的仿真模型及嵌入式***、运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁阻电机的仿真模型及嵌入式***、运行方法,包括磁阻电机的虚拟运算模型，虚拟运算模型接收磁阻电机的仿真参数进行设定，虚拟运算模型能够接收模拟电能输入参数并且根据模拟电能输入参数以及仿真参数随时间参数运行；接收磁阻电机的仿真参数进行设定，为磁阻电机的虚拟运算模型输入模拟电能输入参数，虚拟运算模型随时间参数模拟现实磁阻电机的运行，并且运算得出磁阻电机运行过程中产生的运行信息，本设计可以直接得出在该控制逻辑下，磁阻电机的运行效果，检测迅速，操作方便，并且运行稳定，尤其适合做电机控制算法的前期验证，比直接用实际电机运行验证的方式更加安全。
Description
技术领域
本发明涉及磁阻电机测控领域。
背景技术
在磁阻电机的研发、测控中，需要进行对磁阻电机的不同的控制逻辑以及运行过程进行测定流程，也会进行检测各种不同型号磁阻电机的运行参数的流程，以往是将在控制器上设置控制逻辑命令，控制功率变换器驱动现实的磁阻电机运行，并且通过位置传感器或者电流检测器检测磁阻电机的运行信息，而针对不同型号的磁阻电机，则需要更换磁阻电机，并且重新接线，操作非常麻烦，并且，由于现实磁阻电机运行过程中，肯定会存在误差，导致检测数据并不准确。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种根据磁阻电机运行规律建立仿真模型及嵌入式***、运行方法，可供设定磁阻电机的仿真参数，并且依照仿真参数以及输入的模拟电能输入参数模拟现实磁阻电机随时间参数运行的过程，并且能够从中获取模拟磁阻电机运行信息。
本发明采用的技术方案是：
一种磁阻电机的仿真模型，包括磁阻电机的虚拟运算模型，虚拟运算模型接收预设的磁阻电机的仿真参数进行设定，虚拟运算模型能够接收模拟电能输入参数并且根据模拟电能输入参数以及仿真参数随时间参数运行。
所述虚拟运算模型包括：
模拟电感运算单元，模拟电感运算单元根据转子的模拟实时角度运算得出模拟实时电感；
模拟反馈电流运算单元，模拟反馈电流运算单元根据模拟实时电感、模拟电能输入参数以及时间参数运算得出模拟反馈电流；
模拟转矩运算单元，模拟转矩运算单元根据模拟反馈电流运算得出模拟实时转矩；
模拟转速运算单元，模拟转速运算单元根据模拟实时转矩运算得出模拟实时转速；
模拟角度运算单元，模拟角度运算单元根据模拟实时转速以及时间参数更新得出转子的模拟实时角度；
模拟电感运算单元接收更新的模拟实时角度重新运算得出模拟实时电感。
所述仿真参数包括定子的电感变化曲线，电感变化曲线根据转子的实时角度变化而变化；
模拟电感运算单元根据模拟实时角度在电感变化曲线的对应情况得出模拟实时电感。
所述仿真参数包括额定电流最大值，所述模拟电能输入参数包括相功率输出状态以及相输入电压；
模拟反馈电流运算单元设置有模拟反馈电流目标值，
模拟反馈电流运算单元判断相功率输出状态是否开通，
若未开通，模拟反馈电流目标值设置为零，模拟绕组电压设置为相输入电压的负值,根据模拟绕组电压、时间参数以及模拟实时电感运算得出电流实时增量步长；
若已开通，模拟反馈电流目标值设置为额定电流最大值，模拟绕组电压设置为相输入电压，根据模拟绕组电压、时间参数以及模拟实时电感运算得出电流实时增量步长；
由原模拟反馈电流与电流实时增量步长相加得出模拟反馈电流，并且限定模拟反馈电流，增大时不超过模拟反馈电流目标值，减小时不低于模拟反馈电流目标值。
所述模拟转矩运算单元根据模拟实时角度在电感变化曲线的对应情况以及模拟反馈电流运算得出模拟实时转矩。
所述仿真参数包括模拟负载转矩、摩擦系数以及模拟转动惯量；
模拟转速运算单元根据模拟实时转矩、模拟负载转矩、摩擦系数、原模拟实时转速以及模拟转动惯量运算得出模拟转速增量步长；
由原模拟实时转速与模拟转速增量步长相加得出模拟实时转速。
所述仿真参数包括模拟磁阻电机转子极数；
所述模拟角度运算单元根据模拟实时转速、模拟磁阻电机转子极数以及时间参数运算得出模拟角度步长；
由原模拟实时角度与模拟角度步长相加得出模拟实时角度。
所述磁阻电机为多相磁阻电机，所述仿真参数还包括各相角度间隔；
模拟电感运算单元根据转子各相的模拟实时角度分别运算得出各相的模拟实时电感；
模拟反馈电流运算单元根据各相的模拟实时电感、各相的模拟电能输入参数以及时间参数运算得出各相的模拟反馈电流；
模拟转矩运算单元根据各相的模拟反馈电流运算得出各相的模拟实时转矩，并且由各相的模拟实时转矩相加得出总模拟转矩；
模拟转速运算单元根据总模拟转矩运算得出模拟实时转速；
模拟角度运算单元得出模拟角度步长，并由其一相的原模拟实时角度与模拟角度步长的值相加得出其一相的模拟实时角度，根据其一相的模拟实时角度以及各相角度间隔得出另外两相的模拟实时角度；
模拟电感运算单元接收更新的各相的模拟实时角度重新运算得出各相的模拟实时电感。
一种嵌入式***，其特征在于，包括高频定时器以及储存有上述的一种磁阻电机的仿真模型，高频定时器为仿真模型提供高频时间参数。
一种运行方法，包括：
向上述的一种磁阻电机的仿真模型输入仿真参数以对虚拟运算模型进行设定；
输入模拟电能输入参数使得虚拟运算模型随时间参数运行；
高频定时获取虚拟运算模型生成的模拟磁阻电机运行信息。
上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
本发明磁阻电机的仿真模型，建立磁阻电机的虚拟运算模型，并且接收磁阻电机的仿真参数进行设定，此处的磁阻电机的仿真参数可以根据不同磁阻电机型号的固有特性进行调整，为磁阻电机的虚拟运算模型输入模拟电能输入参数，虚拟运算模型随时间参数模拟现实磁阻电机的运行，并且运算得出磁阻电机运行过程中产生的运行信息，本设计直接在虚拟环境中模拟现实磁阻电机的运行，并且可以根据需要测定的内容来随意修改磁阻电机的各种仿真参数，由不同的控制逻辑来产生不同的模拟电能输入参数，可以直接得出在该控制逻辑下，磁阻电机的运行效果，检测迅速，操作方便，并且运行稳定，数据精准；
本发明还公开了一种嵌入式***，储存有上述的磁阻电机的仿真模型，根据不同的控制逻辑来产生不同的模拟电能输入参数，高频定时器为仿真模型提供高频时间参数，每次执行计算的时间间隔频率越高，则间隔越小，模拟效果越好，实现接近于现实连续运行的过程，获取磁阻电机的各类运行信息，操作方便，运行稳定，尤其适合做电机控制算法的前期验证，比直接用实际电机运行验证的方式更加安全；
本发明还公开了一种运行方法，向上述的磁阻电机的仿真模型输入各种仿真参数进行设定，高频定时检测多种不同类型磁阻电机的运行效果，并自动产生运行信息，无需对不同类型的磁阻电机进行拆卸安装，运行稳定，数据精准，模拟出接近于现实连续运行的过程。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明磁阻电机仿真模型的构架图。
图2是本发明磁阻电机仿真模型的电感变化曲线的示意图。
图3是本发明运算方法的流程图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种磁阻电机的仿真模型，包括磁阻电机的虚拟运算模型，虚拟运算模型接收磁阻电机的仿真参数进行设定，虚拟运算模型能够接收模拟电能输入参数并且根据模拟电能输入参数以及仿真参数随时间参数运行。
在某些实施例中，磁阻电机可以是单相电机、三相电机、四相电机或者六相电机等等，此处不做出限定。
本设计建立磁阻电机的虚拟运算模型，并且接收磁阻电机的仿真参数进行设定，此处的磁阻电机的仿真参数可以根据不同磁阻电机型号的固有特性进行调整，为磁阻电机的虚拟运算模型输入模拟电能输入参数，虚拟运算模型随时间参数模拟现实磁阻电机的运行，并且运算得出磁阻电机运行过程中产生的运行信息，直接在虚拟环境中模拟现实磁阻电机的运行，并且可以根据需要测定的内容来随意修改磁阻电机的各种仿真参数，由不同的控制逻辑来产生不同的模拟电能输入参数，可以直接得出在该控制逻辑下，磁阻电机的运行效果，检测迅速，操作方便，并且运行稳定，数据精准。
在某些实施例中，虚拟运算模型包括：
模拟电感运算单元，模拟电感运算单元根据转子的模拟实时角度运算得出模拟实时电感；
模拟反馈电流运算单元，模拟反馈电流运算单元根据模拟实时电感、模拟电能输入参数以及时间参数运算得出模拟反馈电流；
模拟转矩运算单元，模拟转矩运算单元根据模拟反馈电流运算得出模拟实时转矩；
模拟转速运算单元，模拟转速运算单元根据模拟实时转矩运算得出模拟实时转速；
模拟角度运算单元，模拟角度运算单元根据模拟实时转速以及时间参数更新得出转子的模拟实时角度；
模拟电感运算单元接收更新的模拟实时角度重新运算得出模拟实时电感。
以下以其中一种磁阻电机的结构进行举例说明，其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成，定子有6个凸极，极上绕有集中绕组用于产生磁场，径向相对的两个绕组联接起来，称为“一相”，共有ABC三相，转子有4个凸极，无绕组也无永磁体。
根据磁阻最小原理，磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合，而具有一定形状的铁心在移动到最小磁阻位置时，必使自己的主轴线与磁场的轴线重合。因此，在对其中一相通电后，定子磁场会吸引最近的转子凸极，使转子转动起来。根据转子位置依次给各相绕组通电，就实现对磁阻电机的基本控制，通过控制各相通电时机和时长，就能实现对磁阻电机转矩以及转速的定量控制。
由此，对应于转子的转动位置，定子绕组的电感呈周期性变化，当电感增大时，定子绕组电流增速减小，电感减小时，定子绕组电流增速增大。
如图2所示，仿真参数包括定子的电感变化曲线，电感变化曲线根据转子的实时角度变化而变化；
模拟电感运算单元根据模拟实时角度在电感变化曲线的对应情况得出模拟实时电感。
其中，在电感变化曲线中，能够获得绕组电感最大值Lmax、绕组电感最小值Lmin、电感上升开始对应角度AngleUpBegin、电感上升结束对应角度AngleUpEnd；电感下降开始对应角度AngleDownBegin以及电感下降结束对应角度AngleDownEnd的信息；
电感变化曲线包括低电感区间、电感上升区间、高电感区间、电感下降区间、电感上升开始对应角度AngleUpBegin、电感上升结束对应角度AngleUpEnd、电感下降开始对应角度AngleDownBegin、电感下降结束对应角度AngleDownEnd、与高电感区对应的绕组电感最大值Lmax与低电感区对应的绕组电感最小值Lmin；
通过电感上升开始对应角度AngleUpBegin、电感上升结束对应角度AngleUpEnd、绕组电感最大值Lmax以及绕组电感最小值Lmin得出与电感上升区间对应的电感斜率上升系数K1，电感斜率上升系数K1＝(绕组电感最大值Lmax-绕组电感最小值Lmin)/(电感上升结束对应角度AngleUpEnd-电感上升开始对应角度AngleUpBegin)；
通过电感下降开始对应角度AngleDownBegin、电感下降结束对应角度AngleDownEnd、绕组电感最大值Lmax以及绕组电感最小值Lmin得出与电感下降区间对应的电感斜率下升系数K2，电感斜率下升系数K2＝(绕组电感最大值Lmax-绕组电感最小值Lmin)/(电感下降结束对应角度AngleDownEnd-电感下降开始对应角度AngleDownBegin)；
若模拟实时角度在低电感区间，模拟实时电感L_x＝绕组电感最小值Lmin；
若模拟实时角度在电感上升区间，模拟实时电感L_x＝绕组电感最小值Lmin+电感斜率上升系数K1*(模拟实时角度Angle_x–电感上升开始对应角度AngleUpBegin)；
若模拟实时角度在高电感区间，模拟实时电感L_x＝绕组电感最大值Lmax；
若模拟实时角度在电感下降区间，模拟实时电感L_x＝绕组电感最大值Lmax–电感斜率下升系数K2*(当前角度Angle_x–电感下降开始对应角度AngleDownBegin)
在初始状态下，默认转子的初始角度可设置且各相相差固定角度，计算得出模拟实时电感。
本设计能够对多相磁阻电机进行测定，例如三相、四相、六相等，若磁阻电机为三相磁阻电机，模拟电感运算单元根据转子各相的模拟实时角度分别运算得出各相的模拟实时电感，以上的模拟实时角度Angle_x以及模拟实时电感L_x中的x变量表示各相分别计算，例如_x＝a、b、c三相并分别计算，其它含有_x的变量含义与上述类同，均表示各相数据分别计算；
仿真参数包括额定电流最大值，模拟电能输入参数包括相功率输出状态Ponoff_x以及相输入电压Vin，此处根据外部控制器的所设定的控制逻辑来产生，相功率输出状态Ponoff_x由模拟功率变换器的开关信号决定；
模拟反馈电流运算单元设置有模拟反馈电流目标值，
模拟反馈电流运算单元判断相功率输出状态是否开通，
若未开通，模拟反馈电流目标值设置为零，模拟绕组电压设置为相输入电压的负值,根据模拟绕组电压、时间参数以及模拟实时电感运算得出电流实时增量步长；
若已开通，模拟反馈电流目标值设置为额定电流最大值，模拟绕组电压设置为相输入电压，根据模拟绕组电压、时间参数以及模拟实时电感运算得出电流实时增量步长；
由原模拟反馈电流与电流实时增量步长相加得出模拟反馈电流，并且限定模拟反馈电流，增大时不超过模拟反馈电流目标值，减小时不低于模拟反馈电流目标值。
本设计模拟外部控制器控制功率变换器输出，而一般功率变换器可以由开关驱动部件构成，形成开关状态以及由开关驱动部件输出给磁阻电机负载的输入电压，在三相磁阻电机的情况下，相功率输出状态显示各项开关驱动部件的开关状态，而相输入电压为各相的输入电压。
模拟反馈电流运算单元设置有模拟反馈电流目标值Itarget_x，
模拟反馈电流运算单元判断相功率输出状态Ponoff_x是否开通，
若未开通，模拟反馈电流目标值Itarget_x设置为0，模拟绕组电压V_x＝负的相输入电压Vin,计算电流实时增量步长dI_x＝模拟绕组电压V_x*中断周期间隔时间dt/模拟实时电感L_x；
若已开通，则设置模拟反馈电流目标值Itarget_x为额定电流最大值，模拟绕组电压V_x＝相输入电压Vin，计算电流实时增量步长dI_x＝模拟绕组电压V_x*中断周期间隔时间dt/模拟实时电感L_x；
模拟反馈电流I_x＝原模拟反馈电流+电流实时增量步长dI_x，并且，如果dI为正，模拟反馈电流I_x增大时不超过模拟反馈电流目标值Itarget_x，如果dI为负，模拟反馈电流I_x减少时不低于模拟反馈电流目标值Itarget_x。
本设计一般在高频的定时计算中执行，以高频率的离散化步骤，来实现接近于现实连续运行的过程，仿真模型随时间参数运行，而每次执行计算的时间间隔作为时间参数dt，因此定时执行频率越高，即dt越小时，模拟效果越好，dt一般控制在微秒级(us)，效果较好；
在初始状态下，原模拟反馈电流预设为零，中断周期间隔时间dt为时间参数的微分，表示模拟运行执行间隔，三相磁阻电机中，模拟绕组电压V_x、电流实时增量步长dI_x、模拟反馈电流目标值Itarget_x以及模拟反馈电流I_x中的x变量表示各相分别计算。
模拟转矩运算单元根据模拟实时角度在电感变化曲线的对应情况以及模拟反馈电流运算得出模拟实时转矩。
将模拟实时角度Angle_x和电感变化曲线中的模拟磁阻电机电感变化角度范围比较；
若在低电感区间或高电感区间，模拟实时角度Angle_x<电感上升开始对应角度AngleUpBegin或电感上升结束对应角度AngleUpEnd<模拟实时角度Angle_x<电感下降开始对应角度AngleDownBegin或模拟实时角度Angle_x>电感下降结束对应角度AngleDownEnd，则模拟实时转矩Torque_x＝0；
若在电感上升区间,电感上升开始对应角度AngleUpBegin<模拟实时角度Angle_x<电感上升结束对应角度AngleUpEnd，模拟实时转矩Torque_x＝0.5*电感斜率上升系数K1*模拟反馈电流I_x*模拟反馈电流I_x；
若在电感下降区间,电感下降开始对应角度AngleDownBegin<模拟实时角度Angle_x<电感下降结束对应角度AngleDownEnd，模拟实时转矩Torque_x＝–0.5*电感斜率下降升系数K2*模拟反馈电流I_x*模拟反馈电流I_x；
多相磁阻电机中，模拟转矩运算单元根据各相的模拟反馈电流运算得出各相的模拟实时转矩，并且由各相的模拟实时转矩相加得出总模拟转矩；
总模拟转矩Torque_all＝Sum(Torque_x)；
仿真参数包括模拟负载转矩、摩擦系数以及模拟转动惯量；
模拟转速运算单元根据模拟实时转矩、模拟负载转矩、摩擦系数、原模拟实时转速以及模拟转动惯量运算得出模拟转速增量步长；
由原模拟实时转速与模拟转速增量步长相加得出模拟实时转速。
在三相磁阻电机中，模拟转速运算单元根据总模拟转矩运算得出模拟实时转速；
模拟转速增量步长dSpeed＝中断周期间隔时间dt*(总模拟转矩Torque_all–模拟负载转矩TorqueL-摩擦系数Komg*模拟实时转速的绝对值丨Speed丨)/模拟转动惯量J；
模拟实时转速Speed＝原模拟实时转速+模拟转速增量步长dSpeed；
判断模拟实时转速Speed是否为负，如果为负，表示产生反转，将模拟转向换向并将模拟实时转速Speed改为正值；
仿真参数包括模拟磁阻电机转子极数；
模拟角度运算单元根据模拟实时转速、模拟磁阻电机转子极数以及时间参数运算得出模拟角度步长；
由原模拟实时角度与模拟角度步长相加得出模拟实时角度。
模拟角度步长dAngle＝模拟实时转速Speed*模拟磁阻电机转子极数PoleNumber*2/中断周期t；
模拟实时角度Angle_x＝原模拟实时角度+模拟角度步长dAngle；
若磁阻电机为三相磁阻电机，仿真参数还包括各相角度间隔。
模拟角度运算单元得出模拟角度步长，并由其一相的原模拟实时角度与模拟角度步长的值相加得出其一相的模拟实时角度，根据其一相的模拟实时角度以及各相角度间隔得出另外两相的模拟实时角度；
即其一相的模拟实时角度Angle_a＝原A相模拟实时角度+模拟角度步长dAngle，根据各相之间角度间隔Angle_sp，依次计算模拟其它相角度值Angle_x；
模拟电感运算单元接收更新的各相的模拟实时角度重新运算得出各相的模拟实时电感。
在运行过程中，在时间参数的变化下，虚拟运算模型在模拟电感运算单元、模拟反馈电流运算单元、模拟转矩运算单元、模拟转速运算单元、模拟角度运算单元中进行循环处理，各个运算单元运算得出的信息都可以输出，从而反馈该类型的磁阻电机在模拟电能输入参数作用下的运行情况。
本发明具体实施例还公开了一种嵌入式***，包括高频定时器以及储存有上述任一实施例公开的一种磁阻电机的仿真模型，高频定时器为仿真模型提供高频时间参数。
在某些实施例中，嵌入式***可以是嵌入式控制板或者储存部件等，可以接入产生控制逻辑的上位机或者电脑***中运行，并且将运行得出的模拟实时角度、模拟反馈电流输出到电脑***或上位机中。
储存有上述的磁阻电机的仿真模型，根据不同的控制逻辑来产生不同的模拟电能输入参数，高频定时器为仿真模型提供高频时间参数，每次执行计算的时间间隔频率越高，则间隔越小，模拟效果越好，实现接近于现实连续运行的过程，获取磁阻电机的各类运行信息，操作方便，运行稳定，尤其适合做电机控制算法的前期验证，比直接用实际电机运行验证的方式更加安全。
上位机或者电脑***，一般可带有图形化的人机操作界面，其执行的时间间隔达不到对电机执行控制的要求，只能用于数据显示，不易建立上述实施例公开的仿真模型；
但是可以接入本设计的嵌入式***中，进行运行参数的显示或者以通讯的方式对仿真模型进行参数设置，由嵌入式***实现对电机的实时控制。
本发明具体实施例还公开了一种运行方法，包括：
向上述任一实施例公开的一种磁阻电机的仿真模型输入仿真参数以对虚拟运算模型进行设定；
输入模拟电能输入参数使得虚拟运算模型随时间参数运行；
高频定时获取虚拟运算模型生成的模拟磁阻电机运行信息。
虚拟运算模型中各个仿真参数都可以修改设定，外部的控制逻辑和虚拟运算模型在嵌入式***定时中断中同步执行；
可模拟真实磁阻电机的运行场景，实时产生各相角度位置和绕组电流信号，供控制器使用；
控制软件读取模拟磁阻电机的各相位置传感器信号和电流传感器信号数据，经过控制算法的逻辑计算后，像控制实际磁阻电机一样，发出驱动功率模块开通或是关断的实时控制信号。
在虚拟运算模型中，输入电压，检测虚拟运算模型是否使能，若不能则不进行处理，若使能，则进入下一步；
输入模拟功率变换器的开关信号；
计算各相模拟实时电感；
计算各相的模拟反馈电流；
计算各相的模拟实时转矩以及总模拟转矩；
计算模拟实时转速；
计算各相的模拟实时角度；
更新输出各相的角度位置，可模拟设定若干个位置传感器，并根据各相的模拟实时角度来模拟各个位置传感器的输出信号；
更新输出各相的模拟反馈电流，可模拟设定各相的电流检测器，并根据各相的模拟反馈电流来模拟各相的电流检测器的输出信号。
本设计向上述的磁阻电机的仿真模型输入各种仿真参数进行设定，高频定时检测多种不同类型磁阻电机的运行效果，并自动产生运行信息，无需对不同类型的磁阻电机进行拆卸安装，运行稳定，数据精准，模拟出接近于现实连续运行的过程。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述优选方式可以自由地组合和叠加。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种磁阻电机的仿真模型，其特征在于,包括磁阻电机的虚拟运算模型，虚拟运算模型接收磁阻电机的仿真参数进行设定，虚拟运算模型能够接收模拟电能输入参数并且根据模拟电能输入参数以及仿真参数随时间参数运行。
2.根据权利要求1所述的一种磁阻电机的仿真模型，其特征在于,所述虚拟运算模型包括：
模拟电感运算单元，模拟电感运算单元根据转子的模拟实时角度运算得出模拟实时电感；
模拟反馈电流运算单元，模拟反馈电流运算单元根据模拟实时电感、模拟电能输入参数以及时间参数运算得出模拟反馈电流；
模拟转矩运算单元，模拟转矩运算单元根据模拟反馈电流运算得出模拟实时转矩；
模拟转速运算单元，模拟转速运算单元根据模拟实时转矩运算得出模拟实时转速；
模拟角度运算单元，模拟角度运算单元根据模拟实时转速以及时间参数更新得出转子的模拟实时角度；
模拟电感运算单元接收更新的模拟实时角度重新运算得出模拟实时电感。
3.根据权利要求2所述的一种磁阻电机的仿真模型，其特征在于,所述仿真参数包括定子的电感变化曲线，电感变化曲线根据转子的实时角度变化而变化；
模拟电感运算单元根据模拟实时角度在电感变化曲线的对应情况得出模拟实时电感。
4.根据权利要求3所述的一种磁阻电机的仿真模型，其特征在于,所述仿真参数包括额定电流最大值，所述模拟电能输入参数包括相功率输出状态以及相输入电压；
模拟反馈电流运算单元设置有模拟反馈电流目标值，
模拟反馈电流运算单元判断相功率输出状态是否开通，
若未开通，模拟反馈电流目标值设置为零，模拟绕组电压设置为相输入电压的负值,根据模拟绕组电压、时间参数以及模拟实时电感运算得出电流实时增量步长；
若已开通，模拟反馈电流目标值设置为额定电流最大值，模拟绕组电压设置为相输入电压，根据模拟绕组电压、时间参数以及模拟实时电感运算得出电流实时增量步长；
由原模拟反馈电流与电流实时增量步长相加得出模拟反馈电流，并且限定模拟反馈电流，增大时不超过模拟反馈电流目标值，减小时不低于模拟反馈电流目标值。
5.根据权利要求4所述的一种磁阻电机的仿真模型，其特征在于,所述模拟转矩运算单元根据模拟实时角度在电感变化曲线的对应情况以及模拟反馈电流运算得出模拟实时转矩。
6.根据权利要求5所述的一种磁阻电机的仿真模型，其特征在于,所述仿真参数包括模拟负载转矩、摩擦系数以及模拟转动惯量；
模拟转速运算单元根据模拟实时转矩、模拟负载转矩、摩擦系数、原模拟实时转速以及模拟转动惯量运算得出模拟转速增量步长；
由原模拟实时转速与模拟转速增量步长相加得出模拟实时转速。
7.根据权利要求6所述的一种磁阻电机的仿真模型，其特征在于,所述仿真参数包括模拟磁阻电机转子极数；
所述模拟角度运算单元根据模拟实时转速、模拟磁阻电机转子极数以及时间参数运算得出模拟角度步长；
由原模拟实时角度与模拟角度步长相加得出模拟实时角度。
8.根据权利要求7所述的一种磁阻电机的仿真模型，其特征在于,所述磁阻电机为多相磁阻电机，所述仿真参数还包括各相角度间隔；
模拟电感运算单元根据转子各相的模拟实时角度分别运算得出各相的模拟实时电感；
模拟反馈电流运算单元根据各相的模拟实时电感、各相的模拟电能输入参数以及时间参数运算得出各相的模拟反馈电流；
模拟转矩运算单元根据各相的模拟反馈电流运算得出各相的模拟实时转矩，并且由各相的模拟实时转矩相加得出总模拟转矩；
模拟转速运算单元根据总模拟转矩运算得出模拟实时转速；
模拟角度运算单元得出模拟角度步长，并由其一相的原模拟实时角度与模拟角度步长的值相加得出其一相的模拟实时角度，根据其一相的模拟实时角度以及各相角度间隔得出另外两相的模拟实时角度；
模拟电感运算单元接收更新的各相的模拟实时角度重新运算得出各相的模拟实时电感。
9.一种嵌入式***，其特征在于，包括高频定时器以及储存有如权利要求1-8任一权利所述的一种磁阻电机的仿真模型，高频定时器为仿真模型提供高频时间参数。
10.一种运行方法，其特征在于,包括：
向如权利要求9所述的一种磁阻电机的仿真模型输入仿真参数以对虚拟运算模型进行设定；
输入模拟电能输入参数使得虚拟运算模型随时间参数运行；
高频定时获取虚拟运算模型生成的模拟磁阻电机运行信息。
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| CN201910648847.3A Active CN110456657B (zh) | 2019-07-18 | 2019-07-18 | 一种磁阻电机的仿真方法及嵌入式***、运行方法 |
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|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2839399A1 (fr) * | 2002-05-06 | 2003-11-07 | Renault Sa | Procede et dispositif de simulation ou d'emulation d'une machine dynamo-electrique a reluctance variable |
| US20140111167A1 (en) * | 2012-10-18 | 2014-04-24 | Rbc Manufacturing Corporation | Voltage regulator and methods for simulating reactive power in parallel power generation systems |
| CN107046381A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-08-15 | 湖南大学 | 一种开关磁阻电机变角度pi控制方法、控制器及调速*** |
| CN107070315A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-08-18 | 湖南科技大学 | 一种多开关磁阻电机转速同步控制装置及控制方法 |
-
2019
- 2019-07-18 CN CN201910648847.3A patent/CN110456657B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2839399A1 (fr) * | 2002-05-06 | 2003-11-07 | Renault Sa | Procede et dispositif de simulation ou d'emulation d'une machine dynamo-electrique a reluctance variable |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 俞枭辰 等: "《开关磁阻电机线性模型的建模与仿真研究》", 《杭州电子科技大学学报(自然科学版)》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110456657B (zh) | 2022-10-04 |
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