上述为无刷直流电机控制系统各个部分的数学模型，以及部分经计算得到的传递函数结构示意图。将各部分模型结合起来，经过整理可以得到整个系统的传递函数结构图，在图2-10中给出：

       图2-10 电机传递函数结构图文献综述

下面对电机传递函数结构图进行分析，可以看出传递函数结构图中有三个闭环，由外到内分别为位置环、转速环和电流环，对电机控制系统进行控制设计时，为了调节每个环的性能，可以在需要调节的闭环里增加所需要的控制器,从而对各个闭环和整个控制系统的性能进行优化。在本次对于无刷直流电机控制系统的控制设计中，因为是对于电机调速系统的控制，因此只对电流环和转速环设计了控制器，分别为电流调节器ACR和转速调节器ANR。

2。3 电机双闭环控制系统控制原理

   考虑到无刷直流电机元器件多，结构复杂，如果将所有元器件都整合在一个仿真模型中，对于仿真模型的建立和后面的调试与仿真工作都会增加很大的难度。为了建立结构简单、准确、功能明确、便与调试的仿真模型，现在将整个系统的各部分整合成模块，然后通过各模块建立仿真模型，将会使建模与仿真过程简化很多。

   无刷直流电机控制系统的仿真模型包含的功能模块如下：（1）电机本体（2）PWM驱动器（3）逻辑换向（4）逆变器（5）各闭环控制器模块。根据无刷直流电机控制系统的控制原理，结合电机传递函数结构框图，可知电机控制系统整体仿真模型。

图2-11 无刷直流电机控制系统原理框图

   上述无刷直流电机控制系统的原理框图采用的是典型三环控制策略，从内到外分别是电流环、速度环和位置环。本文所做的工作是对调速系统进行控制设计，没有涉及到对转子位置信息的检测和修正，因此不需要进行图2-11中第三个闭环，也就是位置环的控制设计，只需要对速度环以内的各模块和两个控制器进行设计。

   采用转速电流双闭环控制策略的无刷直流电机控制系统框图如图2-12所示：

图2-12 BLDCM转速电流双闭环控制系统框图

在这里电流环的作用是对电流进行调节，有利于系统快速性和稳定性的提高，对于抑制干扰有很大的作用。同时，在设计过程中，加入了限流模块，可以对最大电流的值进行限制，让电机获得足够大的转矩，保证电机系统安全运行；速度环可以对负载的扰动和转矩的波动进行抑制，保证电机的性能。

系统对内环和外环都添加了控制器加以调节。输入控制信号后经速度调节器和限幅环节处理后生成电流换输入信号进入内环，再由电流调节器处理经PWM控制器输出三相换向电路，改变电枢电压，从而实现对转速的控制。其中，转速调节器在调速系统中起主要作用，并能对外界扰动一道一定的抑制作用。其输出决定流过电机电流的大小。电流调节器使电机电流跟随其输入值，即转速调节器的输出而变化。在系统受到外界扰动或额定值本身发生变化导致输入值变化时，起到一定的抑制作用。在起动和制动过程中，使电机能够以允许的最大电流启动，有利于缩短响应时间；当电机过载时，电流调节器可以限制流经电流的最大值，使电机可以安全运转。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

2。3。1 无刷直流电机本体模块

由式（2。18），对传递函数进行简化，忽略粘滞摩擦系数的影响，则无刷直流电机的传递函数可以化简为：

变成一个结构简单的二阶系统，由此可以直接在MATLAB/SIMULINK中使用Transfer Fcn模块进行参数设置后用来表示电机本体