1．9．2 永磁直流電動機Simulink仿真模型

根據永磁直流電動機的微分方程式（1．12），用Simulink功能模塊構造出瞬態仿真模型如圖1．6所示。

圖1．6 永磁直流電動機的瞬態仿真模型之一

根據狀態空間形式的方程式（1．13），利用Simulink中的State-Space模塊直接構造出永磁直流電動機的仿真模型如圖1．7所示。

圖1．7 永磁直流電動機的瞬態仿真模型之二

雙擊State-Space模塊打開其參數對話框進行參數設置：

A：[?Ra/La?ka/La;ka/J?Bm/J]；B：[1/La 0;0?1/J]；C:[1 0;0 1]；D:[0 0;0 0]；

根據傳遞函數形式的方程式（1．15）構造的仿真模型如圖1．8所示。

圖1．8 永磁直流電動機的瞬態仿真模型之三

根據方程式（1．12），建立的基于S-函數的仿真模型如圖1．9所示。

圖1．9 永磁直流電動機的瞬態仿真模型之四

S函數（sfun_pmdcm）源程序見附錄程序清單1-1。

也可以采用Simulink模塊庫中提供的S-函數的標準模板來編寫S-函數，但程序代碼很長，本文受篇幅所限沒有給出。

利用Simulink模塊庫中提供的嵌入式Matlab函數模塊建立的仿真模型如圖1．10所示。

圖1．10 永磁直流電動機的瞬態仿真模型之五

雙擊Embedded Matlab Function模塊直接寫入文件名為pmdcm的M函數程序：

      function y=pmdcm(u1,u2,u3,u4)
       Ra=5;
       La=0．01;
       ka=0．2;
       Bm=0．00001;
       J=0．0005;
       A=[-Ra/La-ka/La;ka/J-Bm/J];
       B=[1/La 0;0-1/J];
       y=A*[u1;u2]+B*[u3;u4];

也可以使用Matlab Function模塊，編寫M函數文件程序來構造永磁直流電動機的瞬態仿真模型。

以上五種仿真模型封裝成子系統后都可以作為理想條件下永磁直流電動機的通用仿真模型使用，封裝成子系統后的永磁直流電動機仿真模型如圖1．11所示。

上述建模方法是建立理想條件下電機仿真模型的基礎，其中，第一種、第四種、第五種方法是電機建模的一般方法，適用于理想條件和非理想條件下任何型式的電機。有時為了更方便快捷地建立電機仿真模型，可以將上述方法結合起來使用。

電機的數學模型表達形式多種多樣，用Simulink可以構造出相應的仿真模型，甚至對一種數學模型也可以構造出多種Simulink仿真模型。這些在以后的各章節中也將充分體現出來。

為驗證仿真模型的正確性，下面對Boost直流斬波器供電的永磁直流電動機傳動系統進行仿真計算。其中，Boost直流斬波器的參數為：電感為L=0．2 mH，電容為C=10 μF，開關頻率為 fs=10 kHz，占空比為m=0．5。永磁直流電動機傳動系統的參數見pmdcm的M函數程序。

圖1．11 Boost直流斬波器供電的永磁直流電動機仿真模型

圖1．12所示的永磁直流電動機啟動過程瞬態特性反映了永磁直流電動機啟動過程的客觀規律，分別用上述五種仿真模型分別替代圖1．11中的PMDC motor子系統，所得仿真曲線完全一致，從而驗證了所建立的仿真模型是正確的。

圖1．12 Boost直流斬波器供電的永磁直流電動機瞬態特性