该示例通过使用Field Dieasted Control AutoTuner块计算速度和电流控制器内比例积分(PI)控制器的增益值。有关面向现场控制的详细信息,请参阅磁场定向控制(FOC).
该模型同时支持模拟和代金宝app码生成。当您运行该模型时,它使用PI控制器的简单增益值来实现速度控制操作的稳定状态。
模型只在稳定状态下开始调优。它根据控制器的目标(带宽和相位裕度)在控制器输出中引入扰动。该模型利用系统对扰动的响应来计算最优控制器增益。
示例包括模型mcb_pmsm_foc_autotuner_speedgoat.
您可以将此模型用于模拟和代码生成。您可以使用open_system命令打开Simulink®模型。金宝app
Open_System('mcb_pmsm_foc_autotuner_speedgoat.slx');
支持的硬件配置请参见“生成代码并将型号金宝app部署到目标硬件”下的“所需硬件”章节。
电机控制Blockset™
金宝appSimulink Control Design™
金宝appSimulink Real-Time™
Speedgoat图书馆
1.在示例模型中可用的电机参数是与Speedgoat电机控制套件.您可以修改任何其他电机的这些参数,方法是将它们替换为来自电机数据表或其他来源的值。
2.如果从数据表或其他源中获取电机参数,请在与Simulink®模型相关联的模型初始化脚本中更新电机和变频器参数。金宝app有关说明,请参阅模型初始化脚本.
此示例支持模拟。金宝app按照以下步骤模拟模型。
1.打开此示例中包含的模型。
2.检查信号构建器中配置的参考速度配置文件(可在MCB_PMSM_FOC_FOC_AUTOTUNER_SPEDGOAT /系统输入/速度参考中提供)。
3.检查并更新面向字段的控制自动调谐器块掩码中的FOC自动调谐器参数(在控制算法/FOC_AutoTuner子系统中可用)。关于字段导向控制自动调谐器块的详细信息,请参见磁场定向控制自动调谐器.
4.检查并更新与模型相关的模型初始化脚本中的简单增益值。
5.点击运行在这一点模拟标签以模拟模型。
6.验证电机是否使用您输入的简单增益值达到至少一半的额定速度达到稳态操作。该模型开始于第十七秒的面向现场控制(FOC)调谐(使用Field Dieasted Control AutoTuner块)。
7.调整完成后,请在控制算法子系统中可用的显示PI Params块中观察计算的PI控制器增益值。
8。通过使用模拟数据检查器,请遵守新计算的PI参数的系统响应。
有关更多详细信息,请参阅调谐PI控制器使用磁场定向控制自动调谐.
本节指示您如何在目标硬件上生成代码并运行FOC算法。
需要硬件
这个例子支持金宝appSpeedgoat电机控制套件包含这些组件:
三相逆变器从Speedgeat评定48 V和20 A.
100 W三相无刷直流电动机来自Maxon Motor
具有4096脉冲的正交编码器
150w 254v直流电源
笔记:联系Speedgoat获取对你的硬件有效的位流文件。
更多关于Speedgoat电机控制套件的详细信息,请参阅电动机控制套件.
有关Speedgoat硬件设置的详细信息,请参见SpeedGoat软件配置指南.
在目标硬件上生成代码和运行模型
1.模拟模型并验证您正在获得所需的控制器响应。
2.完成Speedgoat电动机控制套件的硬件连接。
校准电流抵消
1.在模型中,集合操作模式来当前偏移校准.
2.在里面实时选项卡,单击金宝app构建模型在里面运行在目标下拉菜单来构建模型。
笔记:不要点击运行在目标因为这个示例模型不支持外部模式中的实时执行。金宝app
3.导航到Simulink构建模型的文件夹。金宝app双击该文件mcb_pmsm_foc_autotuner_speedgoat.mldatx要打开Simulink实金宝app时应用程序对话框。
4.在“Simul金宝appink Real-Time Application”对话框中,选择要连接到的目标计算机。点击好吧将应用程序文件加载到硬件。
5.在MATLAB命令提示符中输入这些命令(以相同的顺序),在硬件上执行加载的应用程序。
tg = slrealtime;
tg.start;
6.模型成功运行后,使用数据检查员在这一点模拟选项卡以查看记录的信号。稳定的Iab_offset信号是当前的偏移量。
7.更新当前偏移值逆变器。CtSensAOffset和逆变器。CtSensBOffset与Simulink模型关联的模型初始化脚本中可用的变量。金宝app
在开环控制中运行电机
1.在模型中,集合操作模式来开环速度控制.
2.在里面实时选项卡,单击金宝app构建模型在里面运行在目标下拉菜单来构建模型。
3.导航到Simulink构建模型的文件夹。金宝app双击该文件mcb_pmsm_foc_autotuner_speedgoat.mldatx要打开Simulink实金宝app时应用程序对话框。
4.在“Simul金宝appink Real-Time Application”对话框中,选择要连接到的目标计算机。点击好吧将应用程序文件加载到硬件。
5.在MATLAB命令提示符中输入这些命令(以相同的顺序),在硬件上执行加载的应用程序。
tg = slrealtime;
tg.start;
6.模型执行后,使用数据检查员在这一点模拟选项卡以查看记录的信号。验证速度反馈(speed_fb.)遵循参考速度(Speed_Ref)信号。
例如,验证正参考速度具有正速度反馈,并且位置信号(POS_PU.)有一个积极的斜坡。
如果参考速度和速度反馈信号的符号不匹配,则改变A导致B参数(逆变器和工厂模型/SpeedGoatDrivers/条件编码器块)从0到1或从1到0。然后按照本节中的步骤2到步骤6在硬件上再次执行模型。
笔记:在开环速度控制模式下,电机速度受到500 rpm和1200 rpm之间的限制。
电机闭环运行控制
1.在模型中,集合操作模式来闭环速度控制.
2.设定FOC AutoTuner.按钮上的模型禁用禁用面向字段的控制(FOC)自动调优器。
3.在里面实时选项卡,单击金宝app构建模型在里面运行在目标下拉菜单来构建模型。
4.导航到Simulink构建模型的文件夹。金宝app双击该文件mcb_pmsm_foc_autotuner_speedgoat.mldatx要打开Simulink实金宝app时应用程序对话框。
5.在“Simul金宝appink Real-Time Application”对话框中,选择要连接到的目标计算机。点击好吧将应用程序文件加载到硬件。
6.在MATLAB命令提示符处输入这些命令(以相同的顺序)以在硬件上执行加载的应用程序并运行电机。
tg = slrealtime;
tg.start;
电机以信号构建器中配置的速度在闭环控制中运行。
7.验证电机是否达到稳定状态操作,因为如果电机速度不稳定,Foc AutoTuner将无法工作。
如果电机无法达到稳定状态,请在模型初始化脚本(与模型相关联)中手动更改PI参数,直到电机速度稳定到电机的基准速度的一半。
笔记:在模型初始化脚本中调整PI参数时,电机可能会出现低速响应。
8。如果电机达到稳定的速度,请按照运行Foc AutoTuner的步骤操作。
跑船自动调谐
1.设定FOC AutoTuner.按钮上的模型启用启用面向字段的控件自动调优器。
2.验证操作模式设定为闭环速度控制.
3.检查并更新面向字段的控制自动调谐器块掩码(在控制算法/FOC_AutoTuner子系统中可用)中的FOC自动调谐器参数(如自动调谐器触发时间和控制器目标)。关于字段导向控制自动调谐器块的详细信息,请参见磁场定向控制自动调谐器.
4.在里面实时选项卡,单击金宝app构建模型在里面运行在目标下拉菜单来构建模型。
5.导航到Simulink构建模型的文件夹。金宝app双击该文件mcb_pmsm_foc_autotuner_speedgoat.mldatx要打开Simulink实金宝app时应用程序对话框。
6.在“Simul金宝appink Real-Time Application”对话框中,选择要连接到的目标计算机。点击好吧将应用程序文件加载到硬件。
7.在MATLAB命令提示符处输入这些命令(以相同的顺序)以在硬件上执行加载的应用程序并运行电机。
tg = slrealtime;
tg.start;
模型在硬件上开始执行模型后的第17秒开始面向字段的控制(FOC)调优(使用面向字段的控制自动调优器块)。在仿真数据检查器中记录PI控制器增益值(kp_Id, ki_Id, kp_Iq, ki_Iq, kp_speed, ki_speed)。
8。在仿真数据检查器中观察并比较系统响应与调优前和调优后的PI参数。
9。如果调整后系统响应令人满意,请更新与模型关联的模型初始化脚本中的增益值。对于连续的模型执行,您可以使用模型中的Foc AutoTuner按钮禁用Foc调整,并使用新的PI参数继续闭环测试。
笔记:请勿重新配置或更改信号构建器中的参考速度值,使得参考速度在调谐过程中发生变化。