主要内容

基于霍尔传感器的永磁同步电机磁场定向控制

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,由霍尔传感器获得。关于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来测量转子位置。霍尔效应传感器根据施加的磁场强度来改变其输出电压。PMSM由三个相隔120度的霍尔传感器组成。具有这种设置的PMSM可以提供六种二进制状态的有效组合(例如,001,01,011,100,101和110)。传感器以60度的倍数提供转子的角位置,控制器使用它来计算角速度。然后控制器可以使用角速度来计算转子的精确角位置。

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。您也可以使用open_system命令来打开Simulink®模型。金宝app例如,对于基于F28069M的控制器使用以下命令:

open_system (“mcb_pmsm_foc_hall_f28069m.slx”);

有关可用于不同硬件配置的模型名称,请参见Generate Code and Deploy model to Target hardware一节中的Required hardware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®

  • 德州仪器C2000处理器的嵌入式金宝app编码器支持包

  • 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®

  • 德州仪器C2000处理器的嵌入式金宝app编码器支持包

  • 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®模型中提供默认的电机参数,您可以用电机数据表或其他来源的值替换。金宝app

然而,如果你有电机控制硬件,你可以估计你想使用的电机参数,通过使用电机控制模块参数估计工具。说明,请参阅使用电机控制模块参数估计工具估计电机参数

参数估计工具更新motorParam变量(在MATLAB®工作空间中)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,但不能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.打开本示例中包含的模型。

2.要模拟模型,单击运行模拟选项卡。

3.单击,查看和分析仿真结果数据检查模拟选项卡。

生成代码和部署模型到目标硬件

本节将指导您生成代码并在目标硬件上运行FOC算法。

这个例子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。您可以在主机计算机上运行主机型号。使用主机模型的前提是将目标模型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,并在闭环控制中运行电机。金宝app

所需的硬件

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。

与上述硬件配置相关的连接请参见F28069控制卡配置

与上述硬件配置相关的连接请参见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.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),将变量逆变器的值更新为0。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,并将其更新到与目标模型相关的模型初始化脚本中。说明,请参阅永磁同步电动机霍尔偏置校准

5.打开要使用的硬件配置的目标模型。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

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为CPU1准备的单板外设。

7.点击构建、部署和启动硬件选项卡将模型部署到硬件。

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。您也可以使用open_system命令打开主机模型。例如,对于基于F28069M的控制器使用以下命令:

open_system (“mcb_host_model_f28069m.slx”);

主机与目标型号的串口通信请参见Host-Target沟通

9.在主机型号的Host Serial Setup块掩码中,选择a端口名称

10.更新主机模型中的参考速度值。

11.点击运行模拟选项卡以运行主机模型。

12.将启动/停止电机开关的位置改为On,启动电机运行。

注意:当您以较低的参考速度在硬件上运行此示例时,由于已知的问题,PMSM可能不会遵循较低的参考速度。

13.在主机型号的时间范围内观察RX子系统的调试信号。

注意:如果使用基于F28379D的控制器,还可以选择要监控的调试信号。