主要内容

基于霍尔传感器的永磁同步电动机磁场定向控制

本实例实现了磁场定向控制(FOC)技术来控制三相永磁同步电机(PMSM)的速度。FOC算法需要转子位置反馈,该反馈由霍尔传感器获得。FOC的详细信息请参见磁场定向控制(FOC)

本例使用霍尔传感器测量转子位置。霍尔效应传感器根据外加磁场的强度改变其输出电压。永磁同步电机由三个霍尔传感器组成,它们之间的电距离为120度。具有这种设置的PMSM可以提供六种有效的二进制状态组合(例如,001,010,0111,100,101和110)。传感器以60度的倍数提供转子的角位置,控制器用这个角位置来计算角速度。控制器可以利用角速度来计算转子的精确角位置。

模型

示例包括以下模型:

您可以将这些模型用于模拟和代码生成。您还可以使用open_system命令打开Simulink®模型。金宝app例如,对于基于F28069M的控制器,使用此命令:

open_system (“mcb_pmsm_foc_hall_f28069m.slx”);

有关可用于不同硬件配置的模型名称,请参阅生成代码并将模型部署到目标硬件一节中的所需硬件主题。

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模拟模型:

1.的模型:mcb_pmsm_foc_hall_f28069m

  • 电机控制Blockset™

  • 定点设计师™

2.的模型:mcb_pmsm_foc_hall_f28379d

  • 电机控制Blockset™

要生成代码和部署模型:

1.的模型:mcb_pmsm_foc_hall_f28069m

  • 电机控制Blockset™

  • 嵌入式编码器®

  • 嵌入式编码器®支持包的德州仪器™金宝appC2000™处理器

  • 定点设计师™

2.的模型:mcb_pmsm_foc_hall_f28379d

  • 电机控制Blockset™

  • 嵌入式编码器®

  • 嵌入式编码器®支持包的德州仪器™金宝appC2000™处理器

  • 定点设计器™(仅用于优化代码生成)

先决条件

1.获取电机参数。我们提供了Simulink®模型的默认电机参数,您可以使用电机数据表或其他来源的值来替换这金宝app些参数。

然而,如果你有电机控制硬件,你可以估计你想使用的电机的参数,通过使用电机控制块集参数估计工具。说明,请参阅估计电机参数使用电机控制块集参数估计工具

参数估计工具更新motorParam变量(在MATLAB®工作空间)与估计的电机参数。

2.如果您从数据表或其他来源获得电机参数,请更新与Simulink®模型相关的模型初始化脚本中的电机参数和逆变器参数。金宝app说明,请参阅从电机参数估计控制增益

如果使用参数估计工具,可以更新逆变器参数,但不更新模型初始化脚本中的电机参数。该脚本自动提取电机参数从更新motorParam工作空间变量。

模拟模型

这个例子支持模拟。金宝app按照以下步骤模拟模型。

1.打开这个示例中包含的模型。

2.要模拟模型,单击运行模拟选项卡。

3.单击,可查看和分析仿真结果数据检查模拟选项卡。

生成代码并将模型部署到目标硬件

本节将指导您在目标硬件上生成代码并运行FOC算法。

本例使用了一个主机和一个目标模型。主机型号是控制器硬件板的用户界面。可在主机上运行该主机型号。使用主机型号的前提是要将目标型号部署到控制器硬件板上。主机模型使用串行通信命令目标Simulink®模型,并运行电机在一个闭环控制。金宝app

所需的硬件

本例支持这些硬件配置。金宝app您还可以使用目标模型名称从MATLAB®命令提示符打开对应硬件配置的模型。

与上述硬件配置相关的连接请参见F28069控制卡配置

上述硬件配置相关的连接请参见发射xl - f28069m和发射xl - f28379d配置

在目标硬件上生成代码和运行模型

1.对目标模型进行仿真,观察仿真结果。

2.完成硬件连接。

3.该模型自动计算模数转换器(ADC)或电流偏移值。若要禁用此功能(默认启用),请将值0更新到可变逆变器。模型初始化脚本中的ADCOffsetCalibEnable。

或者,您可以计算ADC偏移值并在模型初始化脚本中手动更新它。说明,请参阅运行三相交流电机在开环控制和校准ADC偏移

4.计算霍尔传感器偏移值,并在与目标模型相关联的模型初始化脚本中更新它。说明,请参阅永磁同步电动机霍尔偏置校正

5.打开您想要使用的硬件配置的目标模型。如果您想要更改该模型的默认硬件配置设置,请参见模型配置参数

6.在LAUNCHXL-F28379D的CPU2上加载一个示例程序,例如,使用GPIO31 (c28379D_cpu2_blink.slx)操作CPU2蓝色LED的程序,以确保CPU2没有被错误地配置为使用CPU1的单板外设。

7.点击构建、部署和启动硬件TAB将模型部署到硬件上。

8.在目标模型中,单击主机模式超链接以打开关联的主机模型。您还可以使用open_system命令打开主机型号。例如,对于基于F28069M的控制器,使用此命令:

open_system (“mcb_host_model_f28069m.slx”);

主机与目标机型的串口通信的详细信息,请参见Host-Target沟通

9.在主机型号的“Host Serial Setup”掩码中选择a端口名称

10.更新主机型号中的“Reference Speed”值。

11.点击运行模拟以TAB键运行主机模型。

12.将启动/停止电机开关位置改为On,电机开始运行。

注意:当您在硬件上以低参考速度运行此示例时,由于已知的问题,PMSM可能不遵循低参考速度。

13.观察来自RX子系统的调试信号,在主机模型的时间范围内。

注意:如果使用基于F28379D的控制器,还可以选择要监视的调试信号。