浙江理工大学本科毕业设计（论文）
之间关系。而线（lines/signals），描述了不同方块图的输入输出变量间的传递关系。其中用来连接模块的带箭头线的功能是，单向的把自己的输出值赋给与其相连的下一个方块图的输入值，只有逻辑意义；而连接电气元件不带箭头的线具有电气特性，值的传递是双向的。
（2）运行Simulink的仿真功能，在我们设定的仿真条件下：
而上面所指的数学方程指的是：代数方程、微分方程和差分方程。其中用代
数方程描述的模型是无状态模型；微分方程描述的模型是有连续状态的模型，用数值积分算法求解（ODE求解器）；差分方程描述的模型是有离散状态的模型，用离散求解器对其进行求解。而运行Simulink进行仿真，即是求解这些方程的解。
3.3 Simulink建模
所采用的仿真平台版本:MATLAB/Simulink 2012b。
3.3.1 BLDC模型
采用MATLAB/Simulink2012b，Simulink仿真环境内置的BLDC模型，如下
图3-1所示。
图3-1 BLDC Simulink 仿真模型
Simulink没有独立的BLDC仿真模型，而是内置在永磁同步电机（Permanent
Magnet Synchronous Machine）Simulink模型内部，通过选择梯形波逆感应电动势（Trapezoidal Back EMF Waveform）选项构造实现。其各参数具体介绍及设置如下：
35
浙江理工大学本科毕业设计（论文）
模型构造选项卡（Configuration Tab）：
电机绕组相数（Number of Phases）：
用于选择是构造3相还是5相绕组的电机。但选择5相时，将只能默认使用
正弦型逆感应电动势的电机，即永磁同步电机。 逆感应电动势波形（Back EMF Waveform）：
用于选择是构造具有正弦波还是梯形波逆感应电动势的电机。
负载输入（Mechanical Input）：
选择施加在电机轴上的负载转矩的形式。
恒定转矩输入（Torque Tm）：加载在电机轴上的负载转矩，始终和电机外部
Tm 端所施加的值相一致。
恒定转速输入（Speed w）：加载在电机轴上的负载的转速，始终和电机外部
w端所施加的值相一致。
机械传动端口输入（Mechanical rotational port）：使得电机模型在Simulink
仿真环境中直接连接别的有轴的机械模型。
36
浙江理工大学本科毕业设计（论文）
电机参数选项卡（Perameters Tab）：
定子相电阻（Stator Phase Resistance）：
定子各相绕组电阻Rs(Ω)。
定子电感（Stator Inductances）：
对于梯形波逆感应电动势的电机模型来说，这即是指绕组线圈自身的电感
Ls（H）。
指定电机常数（Specify a Machine Constant）：
磁铁建立的磁链（Flux linkage established by magnets）：
由磁体产生的定子每个绕组内的磁通量λ(Wb)为恒定值。
电压恒定（Voltage Constant）：
电机转数为1000rpm时，绕组开路峰值的线到线电压的大小。
转矩恒定（Torque Constant）：
每安培电流提供的转矩为定值。这个定值是假设电机被一个可以提供完美的
电流与逆感应电动势相同步的逆变器所驱动。 反电动势平坦顶部区域（Back EMF Flat Top Area）：
梯形逆感应电动势磁场中，波形半周期上顶部的宽度Φ(degrees)。
37
浙江理工大学本科毕业设计（论文）
转动惯量，粘性阻尼，磁极对数，静摩擦转矩（Inertia，Viscous Damping，Pole Pairs，Static Friction）：
电机自身和所连负载的等效转动惯量J（kg.m2），电机自身和所连负载的等
效阻尼系数F（N.m.s），电机磁极对数p，电机轴上所受静摩擦转矩Tf(N.m)。 初始条件（Initial Conditions）：
指定电机的初始转速（rad/s），电机初始角度Θm (degrees)，初始瞬时相电流
（A）。
三相电机的格式为[wm, Θm,ia,ib]。其中省略ic的原因是，定子绕组是星形连
接的，而连接点是孤立的。这使得ic??ia?ib（基尔霍夫电流定律）。 高级选项卡（Advanced Tab）：
采样时间（Sample Time）：
指定模型的采样时间。如果想继承Powergui模块的采样时间设定，只需把参
数设定为-1。
转子角度为0时的磁场位置（Rotor Flux Position When theta = 0）：
设定磁场相对于A相绕组轴线的初始位置。
设定好模型的参数后，模型会有Tm，A，B,C，m这5个输入输出端口。其
38