主要内容

使用Simscape Electrical逆变器模型切换动力学

本实例使用磁场定向控制(FOC)来控制三相永磁同步电机(PMSM)的速度。它使您可以选择使用这些Simscape电气块作为电机控制块中的平均值逆变器块的替代:

  • 转换器(三相)

  • 理想的半导体开关

该示例还可以选择使用Simscape™电气™的PMSM块作为电机控制BlockSet™的表面安装PMSM块的替代方案。这些Simscape™电气™块使您能够生成高保真仿真。

面向现场的控制(Foc)需要实时反向位置的反馈。该示例使用正交编码器传感器测量转子位置。有关Foc的详细信息,请参阅磁场定向控制(FOC)

您可以使用这个例子来模拟目标模型,使用不同的逆变器,并监控每个逆变器的反馈电流。您还可以生成代码并同时使用主机模型和目标模型。

楷模

该示例包括模型mcb_ee_pmsm_foc.

您可以将此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F28379D的控制器使用以下命令:

Open_System('mcb_ee_pmsm_foc.slx');

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模拟模型:

  • 电机控制Blockset™

  • Simscape™电气™

要生成代码和部署模型:

  • 电机控制Blockset™

  • Simscape™电气™

  • 嵌入式编码器®

  • 嵌入式Coder®支持德克萨斯乐金宝app器™C2000™处理器的支持包

  • 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.如果从数据表或其他源中获取电机参数,请在与Simulink®模型关联的模型初始化脚本中更新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获得

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

此示例支持模拟。金宝app按照以下步骤模拟模型。

1.打开目标模型mcb_ee_pmsm_foc.

2.在目标模型中的倒置式无线电组中选择其中一个选项:

  • 电机控制模块平均逆变器—选择此选项使用平均逆变器和表面挂载PMSM块。

  • Simscape Electrical 3相换器—选择此选项使用转换器(三相)和PMSM块。

  • Simscape电气模块化多电平转换器-选择此选项使用理想半导体开关和PMSM块。

3.从“InverterSelected”单选组中选择一个选项,然后单击运行在这一点模拟TAB来模拟目标模型。

4.在目标模型上,单击数据检查员在这一点模拟选项卡以查看三次模拟运行的结果。

此图像显示模拟结果$ {i_a} $相电流:

这些图像显示了转子速度,$ {I_q} $当前的,$ {I_ {ab}} $三个逆变器类型的相电流,转子位置:

这些图像显示了三种逆变器PWM调制波形的比较:

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。

该示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。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

需要硬件

该示例支持此硬件配置。金宝app您还可以使用目标模型名称从MATLAB®命令提示符打开相应硬件配置的模型。

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.模拟目标模型并观察模拟结果。

2.完成硬件连接。

3.该模型自动计算ADC(或当前)偏移值。要禁用此功能(默认情况下启用),请将值0更新为模型初始化脚本中的变量逆变器.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,请参阅在开环控制中运行3相交流电机并校准ADC偏移量

4.计算正交编码器索引偏移值并在与目标模型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.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

6.为确保CPU2未经错误地配置为使用用于CPU1的电路板外设,请将样本程序加载到LaunchXL-F28379D的CPU2,例如,使用GPIO31操作CPU2蓝色LED的程序(C28379D_CPU2_BLink.slx)。

7.点击构建、部署和启动在这一点硬件选项卡以将目标模型部署到硬件。

8.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。例如,对于基于F28379D的控制器使用以下命令:

Open_System(“mcb_pmsm_foc_host_model_f28379d.slx”);

有关主机与目标模型之间的串行通信的详细信息,请参阅主机目标沟通

9。在主机型号的Host Serial Setup块掩码中,选择a端口名称

10。更新参考速度主机模型中的值。

11.点击运行在这一点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更改为ON,开始运行电机。

13.观察来自RX子系统的调试信号,在主机模型的时间范围和显示块中。

请注意:在主机模型中,您还可以选择要监视的调试信号。

其他要尝试的事情

您还可以使用SOC Blockset™实现闭环电机控制应用程序,解决与ADC-PWM同步,控制器响应以及研究不同PWM设置相关的挑战。您可以使用Simscape™电气™实现高保真逆变器仿真。有关详细信息,请参阅集成单片机调度和外围设备在电机控制中的应用