来自系列:使用Simulink的PMSMS面向现场控制金宝app
Mathworks Melda Ulusoy
在该视频中,我们演示了如何使用产品中包括的电机控制块集和参考示例作为用于设计和实现表面贴装和内部永磁同步电动机(PMSM)的面向现场控制算法的起点。我们将专注于桌面仿真作为测试和验证算法设计的方法。然后,您可以重用相同的型号来生成和部署嵌入式代码。
在此视频中,我们将看到如何使用电机控制块集以实现我们在此处看到无刷PMSM电机的面向现场控制。该模型是来自电机控制块集的参考应用之一。它配置有变体,以便我们可以使用此模型来模拟和生成代码。这基本上让我们使用相同的模型来模拟对逆变器和电机模型的现场控制算法,并用于生成代码来编程微控制器。此外,该模型已经设置为使用三种不同的方式来模拟变频器。在第一个选项中,我们使用来自电机控制块集的平均值逆变器块,用于低保真仿真。我们可以使用的另一种选择是Simscape Electrical,以模型理想的变频器。并选择第三种选项让我们使用Simscape Electore Model MultiLevel转换器。
让我们快速查看我们在模型中的不同子系统。在序列接收中,我们从主机模型中获取通过串口发送的数据。数据确定所需的电动机速度,并且如果PWM占空比将是非零,以允许电机旋转。在速度控制子系统中,我们有一个皮革控制器,可以控制转子速度。它输出IQ参考。并且ID引用设置为零,因为我们为表面挂载PMSM实施了面向现场控制的控制。在当前的控制子系统中,我们正在获得传感器读数并实现面向现场的控制以及PWM写入驱动程序。让我们看看我们在这个子系统下的内容。在这里,我们正在处理当前和位置和速度测量。在该子系统中,我们正在将正交编码器读数转换为使用电机控制块集提供的块的位置和速度。
在控制系统子系统中,我们使用Clarke,Park,Overse Park和Space Vector Generator和Picontrollers实现面向现场的控制算法,用于ID和IQ循环。我们还使用正弦和余弦查找块,该块有效地实现了查找,以便在微控制器上部署。在这里,我们在微控制器上有PWM写入的驱动程序块。请注意,这些块来自C2000处理器的嵌入式编码器支持包。金宝app
最后,为了验证我们的算法和仿真,我们有逆变器和电机厂模型。我们之前提到的三种变体为我们提供了用于模拟电机和变频器的不同选择。这一个是具有电机控制块集的平均值实现。在这里,我们使用平均逆变器和表面贴装PMSM块。让我们看一下Simscape电气的实现。在逆变器子系统中,这次我们将在我们实施理想切换的第二种变体下看。在这里,我们使用Simscape电气的PMSM块以及从PWM中采用切换脉冲的转换器。块对话框允许我们选择交换设备。在这里,我们使用理想的切换,但其他选项可用,例如使用IGBT或MOSFET进行高保真建模。最后,在此处的第三种选项中,我们正在建模多级转换器。
现在我们谈到了这个模型,让我们模拟它并查看一些结果。为此,我们按Run。该模型正在编译和模拟。结果现在可用。在我们查看它们之前,我们还通过从电机控制块集中使用低保真植物模型进行模拟,我们使用平均值逆变器。我们现在可以打开数据检查器并查看仿真结果。
让我们比较电机和空间矢量调制信号所看到的速度,IQ,阶段 - a电流和相位电流为这两个运行。在第一个图中,我们看到红色的速度参考,并且在运行之间不会改变。黄色和蓝色的速度反馈信号在两次运行之间非常接近。下一个绘图显示IQ参考和IQ反馈。我们看到切换对黄色显示的IQ反馈的影响。在第三和第四块图中,我们分别看到电动机看到的相位电压和相位电流。这是这些信号的特写视图。黄色信号向我们展示了使用Simscape Electrical建模和模拟模拟和模拟的变频器的效果。最后,这些是众所周知的占空比调制信号,具有与空间向量调制的特征形状。当我们放大时,我们看到两次运行之间的结果看起来非常相似。 Note that you can log any signal of interest in your model and run more simulations to check the performance of your controller by running different test cases. Once you're satisfied with the performance, you can move on to implementing your algorithm on嵌入式微控制器。这是视频的结论。
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