构建磁悬浮飞轮用电机仿真模块是最核心的工作。首先，电机模型采用simulink的子系统封装技术，将电机各个功能模块集成在子模型中，并通过子系统封装对话框输入电机仿真的一些重要参数。这样能增强模型整体的可读性，便于仿真前修改各种电机参数（如反电动势系数、电机极对数、导通电压；三个电流检测模块将三相绕组电流值输和三相绕组的电感和电阻等），从而可以直观地比较不同参数下bldc系统模型的仿真结果。

　　其次，采用c mex s-函数，结合各类数学逻辑、运算模块和电力电子模块实现无刷直流电机仿真模块。模块中的s-函数模块有两个输入，分别是电机速度信号和转子位置信号；9个输出，分别是三相电枢绕组反电动势信号、3个霍尔信号以及三相电压输入使能信号。电机转子在一个电角度周期内可分为6个状态，在不同状态时，s－函数输出不同的信号值，如表所示。

　　设置了三个controled voltage sourse模块，直接反映出s－函数模块输出的三相绕组反电动势；三个输入使能模块，根据s－函数模块输入使能信号，选择三相逆变桥模块输出的两相出，以便计算电机的电磁转矩、转子的转速和运行位置；最后将位置和速度信号输入给s－函数模块。

　　表 转子在不同电角度范围下s-函数输出信号表

　　永磁无刷直流电机仿真模块如图1所示。

　　图1 永磁无刷直流电机仿真模块

　　对于s－函数的实现，使用c mex s-函数不仅执行速度加快，而且由于结合了c语言的优势，使得模块的功能更容易实现。使用matlab控制台中命令mex，就可将c文件编译成能在模块中执行的二进制dll文件。具体s-函数c mex实现如下：

　　／＊实现无刷直流电机三相绕组反电动势波形的c mex函数兴／

　　//y为c mex函数输出向量，分别为三相绕组反电动势，三相霍尔信号，根据表1所提供//的公式计算

　　函数mdllnitilizesizes通过宏函数对状态、输入、输出等进行设置，工作向量的维数也是在这个函数中实现的，通过此宏函数可以访问s－函数中的数据结构。另外，如ssgetlnputr ealsignalp trs等许多宏函数可以通过描述该s-函数的数据结构对输入／输出进行处理。通过修改simulink中s－函数的模板文件，可以产生由固定格式可以编译执行的mex文件。

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