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基于模型的无刷电机控制代码快速生成

周宇博。刘杰

(福州大学物理与信息工程学院，福州350003)

摘要：基于模型设计是国外流行的一种先进的嵌入式系统开发方式。以无刷直流电机为例，利用开发工具Simulink、
Stateflow、Real—TimeWorkshop(RTW)等，可在MATLAB平台实现其算法模型。经验证正确后直接生成嵌入式代码，
用户仅需作少量代码微调即可在Proteus中进行虚拟硬件测试。该方法无需设计者精通各种编程语言，只需了解设计
规范与实现原理，极大地降低了嵌入式系统开发难度，缩短了开发周期，并且能够保证代码的高效性、可靠性。
关键词：基于模型设计；代码快速生成；Stateflow；Real—TimeWorkshop
中图分类号：TP332文献标识码：A

Model—‘BasedRapidCodeGenerationforBrushlessDCMotorControlling

ZhouYubo，LiuJie

(CollegeofPhysics＆InformationEngineering，FuzhouUniversity，Fuzhou350002。China)

Abstract：Thispaperprovidesanewmethodforembeddedsystemdevelopment．TakingBLDCcontrollingforexample，thealgorithm

modelcanbeachievedontheMATLABplatformusingSimulink，StateflowandReal—TimeWorkshopproducts．RTWwillgenerate

embeddedcodeafterthevalidationofalgorithmmodel，andtheonlythingthatdesignersneedtodoisasmallamountoftuningofthe

code．VirtualhardwaretestinginProteusisnecessarytoguaranteereliabilityofthecode．Thismethoddoesnotneeddesignerstobe

proficientinprogrammingLanguage，butsimplytounderstandthespecificationofthedesignandwaytoachieveit．Ithasbeenproved

thatThismethodcannotonlysignificantlyreducethedifficultyandtimeinembeddedsystemdevelopment，butalsoensuretheefficiency

andreliability．

Keywords：model—baseddesign；rapidcodegeneration；Stateflow；Real—TimeWorkshop

直流无刷电机的控制系统，其结构框图如图1所示。直流
引言电源通过开关电路向电动机定子绕组供电，位置传感器随

随着软硬件技术的不断发展，以及用户对产品安全时检测转子所处的位置，并根据位置信号来控制开关管的
性，可靠性的要求，嵌入式应用的开发难度与代码体积都导通和截止，从而自动地控制哪些绕组通电、哪些绕组断
电，实现了电子换相。
在迅速增加，传统的基于文本的开发方式已经越来越难以
满足这种高性能与快节奏研发的要求。
基于模型的设计方法利用Mathworks提供的一系列
工具，可直接实现从设计理念到算法模型，再由模型自动

生成嵌入式代码的高效开发流程。对于本例来说，在图1无刷电机控制系统结构框图
LPC2124芯片上实现无刷电机控制(BLDC)，设计者无需
下面以一个三相绕组的无刷电机为例，简要介绍其_1：
考虑如何将电机状态的变换用C或汇编语言体现，仅需
作原理。图2为三相全桥式驱动电路原理图，对其采用二
关注算法本身，将繁琐的代码生成工作交给计算机完成。
相通电的方式驱动，即有两个绕阻同时通电。图中包含(；
这样可以大大缩短产品开发周期，显著提高工作效率。
个晶体管、二极管组成的三相逆变电路，Ha、Hb、Hc为霍
尔元件反馈的转子位置信号。控制电路会根据位置信号
1原理分析
决定6路PWM信号的通断，进而使功率管导通或关断，
直流无刷电机的工作离不开电子开关电路，因此由电使绕阻按一定顺序导通，驱动电机连续旋转。
动机本体、转子位置传感器和电子开关电路3部分组成了当采用二相导通方式驱动电机时，功率管的导通或关

[e-mail]1(投稿专用)2012年第3期平机嵌入式系忱应阳
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