今天给大家介绍如何用MATLAB绘制电机效率MAP图。所谓效率MAP图，就是电机（和控制器）在给定转速和转矩下的效率分布。电机（和控制器）的效率是电机转速和输出转矩的二元函数，在三维坐标中是一个曲面。当我们用不同值的效率平面（平行于T-n平面的平面）去“切”这个曲面，并将切线投影到T-n平面上，即是电机的效率MAP图。这与地理上的等高线图非常相像，所以我们用contour函数来绘制电机效率MAP图。工具/原料more试验数据（xls格式）MATLAB方法/步骤1/10分步阅读

数据准备

以一台2kW无刷直流电机为例，效率试验和加载试验获得的数据如下图，为常见的xls格式（即Excel表格），加载试验的数据主要用于绘制电机的机械特性。

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数据导入

将试验数据导入MATLAB，并生成转速向量、转矩向量和效率向量。注意，三个向量的长度必须一致。这里我们用到xlsread函数。

【参考指令】

speed_load=xlsread(location.xls,sheet1,A2:A14); %导入加载试验转速数据

torque_load=xlsread(location.xls,sheet1,B2:B14); %导入加载试验转矩数据

speed_eff=xlsread(location.xls,sheet2,A2:A1492); %导入效率试验转速数据

torque_eff=xlsread(location.xls,sheet2,B2:B1492); %导入效率试验转矩数据

efficiency_eff=xlsread(location.xls,sheet2,C2:C1492); %导入效率试验效率数据

解释：“location”为加载试验数据的保存路径；“sheet1”为数据所在的页；“A2:A14”为转速数据所在的单元格；句尾分号可加可不加，若不加，MATLAB将在指令窗口中输出各向量的全部值，方便检查。

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设置效率曲线数值向量

【参考指令】

value_eff=;

解释：value_eff向量用于设置效率MAP图中各曲线的标定数值，作为contour函数的调用参数。向量值和长度根据实际电机设置，向量维数越高，MAP曲线越密。

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拟合机械特性曲线

【参考指令】

t1=polyfit(speed_load, torque_load,1)

解释：polyfit函数用于拟合转速和转矩的关系。直流无刷电机的机械特性是一条直线，所以维数设为“1”，具体用法参见MATLAB的Help文档。输入该指令后按“Enter”键，得到两个参数-0.0782和90.1554，即可得到电机的机械特性函数Tor=-0.0782*spd+90.1554。

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编写机械特性函数

新建一个M文件，建立机械特性函数

【参考指令】

function Tor=T(spd)

Tor=-0.0782*spd+90.1554;

end

并保存在MATLAB的文档路径中，一般为“C:\Users\用户名\Documents\MATLAB”。这时，MATLAB的Current Directory中就会出现一个新的M文件“T”，供MATLAB调用。

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绘制机械特性曲线

【参考指令】

%根据实际测量数据，设置拟合的机械特性曲线的范围

spd_high=1124:5:1153; %设置高转速范围

spd_low=0:5:697; %设置低转速范围

figure

%绘制低转速机械特性

Tor=T(spd_low);

plot(spd_low,Tor,r--,linewidth,3);

hold on

%绘制高转速机械特性

Tor=T(spd_high);

plot(spd_high,Tor,r--,linewidth,3);

hold on

%绘制试验机械特性

plot(speed_load,torque_load,r--,linewidth,3);

hold on

得到下图的机械特性曲线

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绘制效率MAP

这里用到contour函数，具体参见Help文档。

【参考指令】

=meshgrid(0:10:1200,0:1:100); %标定坐标范围

EFFICIENCY=griddata(speed_eff,torque_eff,efficiency_eff,SPEED,TORQUE,v4); %插值

=contour(SPEED,TORQUE,EFFICIENCY,value_eff); %MAP图

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标定效率数值

【参考指令】

clabel(c,h,value_eff);

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【设定坐标、标题等】

可用指令设置，也可以在figure的insert菜单中直接设置。

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其他

电机效率MAP图通常只要求机械特性以下的部分，这个可以截图到各种图片处理软件进行处理，最后得出的电机效率MAP图见下图。

注意事项

转速向量、转矩向量和效率向量的维数必须一致；

理论上同一转速-转矩下的效率值是唯一的，若试验数据出现冲突，最好剔除，否则MATLAB会取效率的平均值；

机械特性函数务必保存在上述路径，否则MATLAB不能识别这个自定义函数。

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