来自系列:使用Simulink的PMSMS面向现场控制金宝app
哈斯dina, MathWorks
在这个视频中,我们演示了如何在桌面仿真中使用磁场定向控制器自动调谐块自动调整PMSM的电流增益和速度环路。您可以从此块生成代码,并将其部署到Speedgoat实时机器上,以便根据电机硬件实时自动调整增益。
在此视频中,我们将通过面向Fielded Control AutoTuner块来了解如何自动为电机控制应用程序进行微调控制器循环增益。
在此处的闭环仿真模型中,我们拥有植物模型,包含电机和逆变器模型块。然后我们具有内部DQ轴当前PI控制器环和外速PI控制器循环。
在传统的调优方法中,您必须一次手动调优一个循环,这往往是一个困难和耗时的过程。
现场定向控制自动调谐器简化和加速这一过程,通过自动调整d,q轴电流和速度环路的应用程序基于带宽和相位裕度,你为每个环路指定。该模块可用于在桌面仿真中调优面向字段的控制器增益。
基本上,它通过注射扰动来为每个环路运行自动调节实验;记录输出;估算工厂频率响应并调整PI控制器参数。
让我们看看这个模型是如何设置的,以自动微调增益使用领域定向控制自动调谐块。
首先,我们设置电机的速度参考曲线。我们将让电机升高其速度达到2500rpm大约2500rpm的稳定状态。然后,我们将速度引用提高到4500 rpm,然后在旋转方向上反向,以便在4000 rpm方向上看到控制器最初的表现。然后,我们将在2500 RPM上恢复电机速度返回稳定状态,并使用Field Dieused Control AutoTuner块来运行内部DQ电流环路的自动调谐实验,然后运行外速循环。在块调整了增益之后,我们将在电机速度参考中运行相同的瞬态,并通过微调增益检查控制器性能。
随着速度参考轮廓设置,我们将设置领域定向控制自动调谐块和裁缝自动调谐实验设置。
控制回路的初始PI增益已经在这里使用数据存储内存块建立,Field Oriented control Autotuner块在这个名为FOC_AutoTuner的子系统中建立。这个块在子系统,输出电流和速度环扰动和测量结果控制器输出,电机电流和速度调整增益。
要定制自动调位实验设置,我们将查看Field Dioueded Control AutoTuner块的块对话框。
在参数下,我们看到将要调整的循环。由于我们没有磁通循环,我们取消选中了这一点。我们已选中此选项以使用DQ轴当前循环的相同设置。
在调谐选项卡下,让我们设置dq轴电流回路的控制器要求。对于这些环路,我们将设置3000 rad/sec的目标带宽,相位裕度为80度。
外速度回路运行速度至少比当前回路慢10倍,因此我们将设置100rad/s的带宽。我们把目标相位裕度设为60度。
实验标签让我们选择注入的扰动的幅度以及实验的持续时间。基于我们更早设置的速度参考文件,我们将设置6秒的实验开始时间,持续时间为D轴电流循环。同样,让我们在7秒上开始为Q轴的第二个实验,这允许从第一个实验中换算的足够的时间来消失。持续时间,再次设置0.5秒。对于速度循环,让我们将START设置为8秒钟,持续时间为3秒钟。
现在在循环实验设置下,对于电流回路,植物类型具有正标志。这里的正弦扰动将代表VD和VQ的扰动。为此,我们将为此设置标准化值为0.15。没有科学来选择这个价值。它必须足够小,不能改变电机的操作点,并且足够大到激发电动机动力学。对于速度环,植物类型和标志再次稳定且阳性。该环路的扰动将是IQ参考电流中的扰动,我们将将正弦幅度设置为0.1的归一化值。
在块标签下,我们选择了自动调谐过程的开始/停止来输出实验次数,这将允许我们在每次实验后更新PI增益。最后,整个控件以单一精度数据类型运行,因此我们将在这里匹配它。然后单击ok
现在一切都设置了,我们只能运行模型。实验将运行和现场导向的控制自动箱块将更新所有3个循环的循环增益。让我们去检查控制器性能如何发生变化
用初始控制器增益,我们看到电机响应跟踪速度参考是缓慢的,有一个显著的超调和有一个大的稳定时间。然后在6 - 11秒之间进行电流和速度环的三个实验,微调增益。这些增益会自动更新到PI块。在调谐增益的情况下,控制器具有较好的参考跟踪性能,具有较好的上升和稳定时间
请注意,您仍然可以修改这些自动调整实验设置,并进一步芬特为您的申请获得这些收益。
最后,我们看到了如何在桌面仿真模型中使用FOC Autotuner块来调整场向控制算法的增益。您还可以从这个块生成代码,并将其部署到Speedgoat实时机器上。然后,您可以自动调整您的现场定向控制算法的增益,实时针对电机硬件。
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