通常情況下，在Simulink環境下搭建的電力電子控制系統的仿真模型，都是多速率的仿真模型。這是因為：

總之，當我們在Simulink環境下，搭建電力電子控制系統的仿真模型時，需要考慮電力電子系統的實際情況，讓仿真模型的仿真速率是與實際情況相符，這樣仿真結果才能準確反映真實的變化。

如果想要查看Simulink模型中不同模塊的仿真速率，可以點擊Simulink的左側模型的圖標，選擇Colors即可。從下圖的右側可以看到，這個模型有Continuous的部分，也有Discrete的部分（仿真步長200μs）。其他的還有Constant和Multrate（多速率）的部分。

在搭建多速率仿真模型時，不同仿真速率的仿真模型通過Simulink的Rate Transition模塊進行連接，具體的使用請參考MATLAB的Help文件。

Rate Transition模塊

同步和異步是一個相對的概念，例如異步中斷，同步任務等。因此需要弄清楚，相對什么是任務是同步的，相對什么中斷是異步的。還是以永磁同步電機控制系統的仿真模型來說明。

其中步驟1的電流采樣和步驟4的更新PWM占空比必須在同一時刻完成的。

PMSM電機控制的流程

因此我們可以知道，如何把電機控制算法看作一個任務，這個任務相對被控對象模型就是異步的。但是這個任務相對于PWM-Timer卻是同步的。

現在，我們已經知道了永磁同步電機控制系統的實際情況，下面我們就來進行建模。

確定系統參數如下：

表1  永磁同步電機控制系統參數

根據PWM開關頻率和PWM比較器時鐘頻率，可以確定PWM比較器的三角波底點值為0，頂點值約為833。因此確定實際的控制周期為83.3μs，在PWM比較器的三角波的地點和頂點各對永磁電機進行一次控制。

控制器仿真模型通過PWM比較器通過異步中斷的方式觸發運行。

為保證每個控制時刻電流采樣與PWM信號的同步，在模型搭建時可以采用Function Call子系統或者Enable子系統，如下圖所示，此時PMSM Controller的運行不與時間同步，而與PWM比較器輸出的trigger同步（圖中的from模塊的INT標識）

基于Function Call的PMSM控制器模型

PWM比較器產生控制器模型觸發信號

整個系統仿真模型建模完成后，點擊Simulink的左側模型的圖標，選擇Colors，查看Simulink模型中不同模塊的仿真速率。如下圖所示，其中紅色表示仿真步長為0.1μs。粉紅色表示仿真步長為constant（常值），一般為仿真模型一些Constant模塊的仿真步長。最下面青色的就是控制器模型的仿真步長為Triggered，即中斷觸發的運行方式，其中斷源來自D1（即仿真步長為0.1μs的模塊），也是就仿真步長為0.1μs的PWM比較器產生的。

永磁同步電機控制系統仿真模型的仿真步長

下面比較定子頻率400Hz下，兩種仿真模式下的仿真結果，讓大家明白其中的差異。

仿真模式1：控制器通過中斷觸發方式運行：電機電流波形（整體）

仿真模式1：控制器通過中斷觸發方式運行：電機電流波形（峰值）

仿真模式2：控制器通過非中斷觸發方式運行：電機電流波形（整體）

仿真模式2：控制器通過非中斷觸發方式運行：電機電流波形（峰值）

仿真模式1：控制器通過中斷觸發方式運行：電機電流波形，電機電流采樣波形，三角波

仿真模式2：控制器通過非中斷觸發方式運行：電機電流波形，電機電流采樣波形，三角波

差異如下：

如何大家觀察電機轉矩的波形可以看到更為明顯的低頻波動現象。

留個小問題，大家互動一下：

下載地址：電力電子、電機控制系統的建模和仿真