在电机的建模中,角度计算模块是建立流经电机电流与电机旋转角度(单位:度)之间的关系,也是典型的闭环控制环节和非线性环节,模块可细化为角度计算、截位运算并归一化以及量化输出三个部分。
设电机的原点位置位于有限转角的中点位置,因此仿真时会出现正、负角度值。电机是利用感应同步器进行检测电机的实时转角,感应同步器利用电磁原理将线位移和角位移转换成电信号的一种装置,它量程小,定位精度高,分为直线式和旋转式两种,广泛应用于用于测量线位移和角位移。
由于感应同步器的量程很小,需要由控制器判断是否超出量程,并进行累加,同时还要根据采样周期算出电机运行速度。在这里采用旋转式、输出精度为1/64000的感应同步器。因此计算完电机转角后还要将转角量化到0-64000之间。
将电机电磁转矩系数的值以及转动惯量的值代入,然后再进行零阶保持离散化,即求出其Z变换形式,按照离散化的差分方程搭建仿真的模型。角度计算模块为二阶差分方程,因此做成级联形式。
为了使计算模块在每个计算使能信号的上升沿来临时都能够及时捕捉到,不致丢失时钟上升沿而导致计算精度不够,特设计了这个时钟上升沿的捕捉模块。