主要内容

基于传感器反馈的无刷直流电动机六步换向

本例使用120度导通模式实现六步换向技术来控制三相无刷直流(BLDC)电机的速度和旋转方向。本例利用六步换向块产生的开关顺序来控制三相定子电压,从而控制转子的速度和方向。有关此块的详细信息,请参见六步换向

六步换向算法需要霍尔序列或转子位置反馈值(从正交编码器或霍尔传感器获得)。

正交编码器传感器由一个带有两个磁道或通道的磁盘组成,两个磁道或通道的编码相位相差90度。这将产生相位差为90度的两个脉冲(A和B)和一个折射率脉冲(I)。控制器使用A和B通道之间的相位关系以及通道状态的转换来确定电机的速度、位置和旋转方向。

霍尔效应传感器根据施加的磁场强度来改变其输出电压。根据标准配置,一个无刷直流电机由三个霍尔传感器组成,以电方式相距120度。无刷直流电机采用标准霍尔布局(传感器以电方式以120度的距离放置),可以提供六种有效的二进制状态组合:例如001,01001,100,101和110。传感器以60的倍数提供转子的角位置,控制器使用它来确定转子存在的60度扇区。

控制器使用霍尔序列或转子位置控制电机。它使定子绕组的下两相通电,以便转子始终保持90度的扭矩角(转子d轴和定子磁场之间的角度),偏差为30度。

模型

该示例包括以下模型:

您可以将这些模型用于模拟和代码生成。要打开Simulink®模型,还可以在MATLAB命令提示符下使用open_system命令。例如,对基于F2837金宝app9D的控制器使用以下命令:

开放式系统(“mcb_bldc_sixstep_f28379d.slx”);

有关支持的硬件配置的详细信息,请参见“金宝app生成代码和部署模型到目标硬件”一节中的“所需硬件”。

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要模拟模型,请执行以下操作:

  • 电机控制Blockset™

要生成代码和部署模型:

  • 电机控制Blockset™

  • 嵌入式编码器®

  • 德克萨斯仪器嵌入式编码器®支持包金宝app™ C2000™ 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。我们在Simulink模型中提供了默认的电机参数,您可以用来自电机数据表或其他来源的值替换金宝app这些参数。

但是,如果你有电机控制硬件,你可以通过使用电机控制模块参数估计工具来估计你想要使用的电机参数。说明,请参阅使用推荐硬件估算永磁同步电机参数

参数估计工具将更新摩托帕姆变量(在MATLAB®工作空间中)与估计的电机参数。

2.如果您从电机数据表或其他来源获得电机参数,请更新与Simulink模型相关联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,请参阅根据电机参数估计控制增益

如果使用参数估计工具,则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。脚本将自动从更新的脚本中提取电机参数摩托帕姆工作空间变量。

模拟模型

此示例支持模拟。按照以下步金宝app骤模拟模型。

1.打开此示例中包含的模型。

2.选择模型中的QEP或霍尔Speed_Feedback单选按钮。

3.点击运行模拟选项卡以模拟模型。

4.点击数据检查器模拟TAB来查看和分析仿真结果。

生成代码和部署模型到目标硬件

本节向您展示如何在目标硬件上生成代码并运行FOC算法。

本例使用主机和目标模型。主机模型是控制器硬件板的用户界面。您可以在主机计算机上运行主机模型。使用主机模型的先决条件是将目标模型部署到控制器硬件板。主机模型使用串行通信命令目标Simulink模型并在闭环控制中运行电机。金宝app

所需硬件

本示例支持这些硬件配置。金宝app也可以使用目标模型名称打开模型对应的硬件配置,从MATLAB®命令提示符。

有关这些硬件配置的连接,请参见LAUNCHXL-F28069M和LAUNCHXL-F28379D配置

在目标硬件上生成代码并运行模型

1.对目标模型进行仿真,观察仿真结果。

2.完成硬件连接。

3.默认情况下,模型计算ADC(或当前)偏移值。要禁用此功能,请将值0更新为变量逆变器。ADCOffsetCalibEnable在模型初始化脚本中。

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们。说明,请参阅在开环控制中运行三相交流电机,并校准ADC偏移

4.如果您正在使用正交编码器,请计算正交编码器索引偏移值,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PMSM电机的正交编码器偏移校准

5.如果您使用的是霍尔传感器,计算霍尔序列值并在霍尔序列与目标模型关联的模型初始化脚本中的变量。说明,请参阅无刷直流电动机霍尔传感器序列校准

6.打开目标模型。如果您想更改模型的默认硬件配置设置,请参见模型配置参数

7.选择目标模型中的QEP或Hall Speed_Feedback单选按钮。

8.将示例程序加载到LAUNCHXL-F28379D的CPU2。例如,您可以使用通过GPIO31(c28379D_CPU2_blink.slx)操作CPU2蓝色LED的程序,并确保CPU2未错误配置为使用用于CPU1的板外围设备。

9点击构建、部署和启动硬件选项卡以将目标模型部署到硬件。

10.点击主机模式在目标模型中进行超链接以打开关联的主机模型。您也可以使用open_system命令打开主机模型。对于基于F28379D的控制器使用此命令。

开放式系统(“mcb_bldc_host_model_f28379d.slx”);

有关主机和目标型号之间串行通信的详细信息,请参阅Host-Target沟通

11.在主机型号的主机串行设置块掩码中,选择一个端口名称

12.更新中的参考速度值参考转速(RPM)主体模型中的字段。

13.在主机模型中,选择要监视的调试信号。

14.点击运行模拟选项卡以运行主机模型。

15.将启动/停止电机开关的位置更改为On,以开始运行电机。

16.在主机模型的范围和显示块中观察来自RX子系统的调试信号。