主要内容

RC伺服

基于PWM的角位置跟踪和故障建模的无线电控制伺服电机

  • 库:
  • Simscape /电气/机电/拉丝电机

  • RC伺服块

描述

RC伺服块代表具有齿轮箱和控制电路的小型电动机,通常用于Quadcopters,无线电控制的平面和直升机和其他机电电机。RC Servos在有限角度范围内提供输出轴的角位置控制。角度需求由施加到端口S的PWM信号的脉冲宽度设定。

RC伺服块模型以下效果:

  • 基于直流电机方程的转矩-转速特性

  • 基于输入PWM信号脉冲宽度的位置跟踪

  • 内齿轮减速比,包括相关的摩擦损失

  • 机械端部停止,防止输出轴由负载驱动超出范围

  • 位置测量误差

  • 故障建模

电机方程与直流电机块,除了电感没有建模。的RC伺服Block利用失速转矩和空载速度确定方程参数,并考虑后驱转矩进行修正。

缺点

RC伺服块允许您绘制多种类型的故障:

  • 故障关闭-没有电气扭矩。

  • 前进失败-在一个积极的方向旋转,以击中上端停止。

  • 失败反向 - 旋转在负方向上以击中下端停止。

  • 绕组失效-只有当电机转子与剩下的两个正常工作的绕组中的一个对齐时,才会施加扭矩。

该块可以触发故障事件:

  • 在特定的时间

  • 当超过当前限制的时间间隔超过特定的时间间隔时

您可以单独启用或禁用这些触发机制,或者如果在模拟中需要多于一个触发机制,请使用它们。当启用多个机制时,触发故障的第一个机制优先。换句话说,组件每种模拟不超过一次。

属性可以选择在故障发生时是否发出断言故障发生时上报参数。断言可以采用警告或错误的形式。默认情况下,块不会发出断言。

变量

使用变量块接口的部分,用于在仿真之前设置块变量的优先级和初始目标值。有关更多信息,请参阅设置块变量的优先级和初始目标

假设和局限性

  • 此块没有可选的热端口。

  • 如果使用固定步长求解器(例如,使用局部求解器)模拟模型,则步长必须足够小,以获得输入脉冲宽度所需的分辨率。MathWorks建议您将此块与可变步骤求解器一起用于快速桌面模拟。

港口

保守

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与PWM控制信号相关的电气保存端口。输出轴的角度需求是由应用于该端口的电压的脉冲宽度设置的。

与电动机正端子相关联的电气节省端口。

与电机负极连接的电气保存端口。

与转子相关联的机械旋转节约口。

与定子(套管)相连的机械旋转保护孔。

参数

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电扭矩

最大的负载扭矩,RC伺服可以移动而不停转(停止)。

电机空载驱动时输出轴转动60度的时间。

测量失速扭矩和行进时间60度时的直流电源电压。

RC伺服输出轴的角度范围。

所定义的最小和最大输出角对应的输入脉冲宽度转动范围参数。超出此范围的脉冲宽度被块限制在此范围内。

控制

当S和端口之间的电压高于该级别时,输入脉冲高得多。

在S和端口之间测量的电阻。

当要求的输出轴角度与测量的输出轴角度之间的误差低于角度分辨率时,电机断电。该参数模型的滞后通常纳入一个RC伺服控制器,以防止颤振周围的设定点。

此参数允许您建模角度测量误差,例如可能由于电位计角度传感器故障而发生的误差。例如,如果您想对一个硬停止供电的电机进行建模,您可以设置一个合适的角度测量误差来实现这一点。

机械的

在无能为力时需要加载电机所需的负载扭矩。该块使用该值来确定齿轮摩擦参数。

减速比从直流电机轴到RC伺服输出轴。该参数仅影响转子惯性对输出轴等效惯性值的影响。对空载速度无影响。因此,该值不必精确。

直流电动机的惯性,加上反映到转子的齿轮的惯性(如果齿轮是塑料的,通常会很小)。

机械端部停止防止输出轴超出指定范围的旋转。由端断角度指定的范围必须大于由此指定的范围转动范围参数。

机械端停止刚度。

阻尼机械端部停止。

缺点

选择是的启用故障建模。中关联的参数缺点部分变得可见,让您选择报告方法并指定触发机制(时间或行为)。您可以单独启用这些触发机制,也可以同时使用它们。

在发生故障时选择是否发出断言:

  • 没有任何- 该块不会发出断言。

  • 警告—block发出警告。

  • 错误模拟停止与一个错误。

依赖性

启用时启用使故障参数设置为是的

选择故障类型:

  • 失败了-无电气扭矩。

  • 从失败中汲取教训- 旋转正方向以击中上端止动件。

  • 失败的反-旋转在一个负面的方向,以打击较低的结束。

  • 绕组失败- 仅当电动机转子与两个剩余的功能绕组中的一个相一线时,才能施加扭矩。

依赖性

启用时启用使故障参数设置为是的

选择是的启用基于时间的故障触发功能。您可以单独启用时间和行为触发机制,也可以同时使用它们。

依赖性

启用时启用使故障参数设置为是的

设置您希望块进入故障状态的模拟时间。

依赖性

启用时启用启用时间故障触发参数设置为是的

选择是的启用行为故障触发。您可以单独启用时间和行为触发机制,也可以同时使用它们。

依赖性

启用时启用使故障参数设置为是的

指定允许的最大电流值。如果电流超过这个值的时间超过超过最大允许电流时失败的时间参数值,然后块进入故障状态。

依赖性

启用时启用启用行为故障触发参数设置为是的

设置电流可能超过最大允许值的最大时间长度而不触发故障。

依赖性

启用时启用启用行为故障触发参数设置为是的

扩展能力

C / C ++代码生成
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