从系列:基于Simulink的永磁同步电机现场定向控制金宝app
Melda Ulusoy, MathWorks
在这个视频中,我们演示了如何使用电机控制块集和参考例子包括在产品作为一个起点,设计和实现面向现场的控制算法的表面安装和内部永磁同步电机(PMSM)。我们将集中在桌面模拟作为一种方法来测试和验证你的算法设计。然后,您可以重用相同的模型来生成和部署嵌入式代码。
在这个视频中,我们将看到如何使用电机控制块集来实现磁场定向的无刷永磁同步电动机,我们在这里看到的控制。该模型是电机控制模块集的参考应用之一。它配置了变量,这样我们就可以使用这个模型来模拟和生成代码。这本质上让我们使用相同的模型来模拟我们的面向现场的控制算法对抗逆变器和电机模型,并生成代码来编程微控制器。此外,该模型还采用了三种不同的方法对逆变器进行建模。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进行低保真仿真。我们可以使用的另一个选择是Simscape Electrical来建模逆变器中的理想开关。选择第三种方案,我们可以使用Simscape Electrical对多电平变换器进行建模。
让我们快速浏览一下模型中的不同子系统。在串行接收中,我们获取通过串行端口从主机模型发送的数据。该数据决定所需的电机转速,如果PWM占空比将非零,以允许电机旋转。在速度控制子系统中,我们有一个PIcontroller来控制转子的速度。输出Iq参考。并且,由于我们对表面安装的永磁同步电机进行磁场定向控制,Id参考值设为零。在当前的控制子系统中,我们正在获取传感器读数,并实现面向现场的控制以及对驱动程序的PWM写入。让我们看看这个子系统下有什么。这里,我们正在处理电流,位置和速度的测量。在这个子系统中,我们使用由电机控制模块组提供的模块将正交编码器读数转换为位置和速度。
在控制系统子系统中,利用Clarke、Park、Inverse Park、空间矢量发生器和PIcontrollers实现了面向现场的控制算法。我们还使用了正弦和余弦查找块,它可以有效地实现在微控制器上部署的查找。这里,我们有微控制器上用于PWM写入的驱动模块。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,为了验证算法和仿真,我们建立了变频器和电机装置的模型。我们之前提到的三个变体为我们提供了建模电机和逆变器的不同选项。这是平均值实现与电机控制块集。这里我们使用平均逆变器和表面安装PMSM块。让我们还看看Simscape Electrical的实现。在逆变器子系统中,这次我们将查看实现理想切换的第二个变体。在这里,我们使用来自Simscape电气的PMSM块以及从PWM中获取开关脉冲的转换器。方块对话框让我们选择交换设备。这里,我们使用理想的开关,但也有其他选择,如使用IGBT或mosfet进行高保真建模。最后,在这里的第三个选项中,我们对多电平转换器进行建模。
现在我们讨论了模型,让我们模拟它并查看一些结果。为此,我们按下run。正在编译和模拟模型。现在已经有结果了。在我们看他们之前,让我们也运行模拟使用低保真工厂模型从电机控制模块,我们使用的平均值逆变器。现在我们可以打开数据检查器并查看模拟结果。
让我们比较速度,Iq,相电压和相a电流看到的电机和空间矢量调制信号这两次运行。在第一个图中,我们看到红色的速度参考值,在两次运行之间没有变化。黄蓝两色的速度反馈信号看起来非常接近。下一个图显示了智商参考和智商反馈。我们可以看到开关对Iq反馈的影响,用黄色表示。在第三和第四图中,我们分别看到了电机看到的a相电压和a相电流。这是这些信号的特写。黄色的信号显示了切换逆变器的效果,我们使用Simscape电气建模和仿真。最后,这些是众所周知的占空比调制信号,具有我们用空间矢量调制得到的特征形状。当我们放大时,我们会看到两个运行之间的结果非常相似。 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嵌入式单片机。视频到此结束。
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