【进阶】基于MATLAB／Simulink搭建无刷直流电动机仿真

# 2.1 Simulink的基本组件和原理

### 2.1.1 模块、信号线和子系统

Simulink模型由模块、信号线和子系统组成。模块代表系统中的组件或功能，如增益、积分器、传递函数等。信号线连接模块，表示数据或信号在模块之间的流动。子系统允许将复杂模型组织成更小的、可管理的部分。

### 2.1.2 数据类型和变量

Simulink支持多种数据类型，包括标量、向量、矩阵和结构体。变量用于存储和操作数据。变量可以是局部变量（仅在特定子系统内可见）或全局变量（在整个模型中可见）。

# 2. MATLAB/Simulink建模基础

### 2.1 Simulink的基本组件和原理

#### 2.1.1 模块、信号线和子系统

Simulink是一个基于块的建模环境，其中模型由模块、信号线和子系统组成。

**模块**代表系统中的功能组件，例如增益、积分器或传递函数。每个模块都有输入和输出端口，用于连接到其他模块。

**信号线**用于连接模块的输入和输出端口，允许数据在模块之间流动。

**子系统**允许将复杂模型分解为更小的、可重用的模块。子系统可以嵌套在其他子系统中，从而创建分层模型结构。

#### 2.1.2 数据类型和变量

Simulink支持各种数据类型，包括标量、向量和矩阵。变量用于存储和操作数据，并可以具有不同的作用域，例如局部作用域（仅在特定子系统内可见）或全局作用域（在整个模型中可见）。

### 2.2 MATLAB/Simulink建模技巧

#### 2.2.1 模型参数化和可重用性

**模型参数化**允许用户指定模型参数的值，从而可以轻松地调整模型行为。这对于探索不同场景和优化模型性能非常有用。

**可重用性**是通过创建可重用的模块和子系统来实现的，这些模块和子系统可以轻松地插入到不同的模型中。这有助于节省时间并确保模型的一致性。

#### 2.2.2 仿真参数设置和优化

**仿真参数**控制仿真的行为，例如仿真时间、步长和求解器选项。优化这些参数对于获得准确和高效的仿真结果至关重要。

**仿真优化**涉及调整仿真参数以提高仿真速度或精度。这可以通过调整步长、使用不同的求解器或并行化仿真来实现。

**代码块：**

% 设置仿真参数
sim_params = simset('SrcWorkspace', 'current', ...
                    'StartTime', 0, ...
                    'StopTime', 10, ...
                    'FixedStep', 0.001);

% 优化仿真
sim_params = simset(sim_params, 'Solver', 'ode45', ...
                    'RelTol', 1e-4, ...
                    'AbsTol', 1e-6);

**逻辑分析：**

此代码块设置了仿真参数，包括源工作区、开始时间、停止时间和固定步长。它还优化了仿真，指定了求解器、相对容差和绝对容差。

# 3.1 电机建模

#### 3.1.1 电磁方程和状态方程

无刷直流电动机的电磁方程如下：

v = R*i + L*di/dt + Ke*ω
T