Сервомотор RC
Сервопривод радиоуправления с основанным на PWM отслеживанием углового положения и моделированием отказа
Описание
Блок RC Servo представляет маленький двигатель постоянного тока с коробкой передач и схемой управления, обычно используемой в quadcopters, радиоуправляемых плоскостях и вертолетах и других мехатронных устройствах. Сервомоторы RC обеспечивают управление угловым положением выходного вала в ограниченной угловой области значений. Спрос на угол установлен шириной импульса сигнала PWM, применился к порту s.
Блок RC Servo моделирует следующие эффекты:
Поведение скорости крутящего момента на основе уравнений двигателя постоянного тока
Отслеживание положения на основе входа PWM сигнализирует о ширине импульса
Внутреннее отношение сокращения механизма, включая связанные потери трения
Механические остановки конца, чтобы предотвратить выходной вал, изгоняемый из области значений загрузкой
Погрешность измерения положения
Моделирование отказа
Моторные уравнения совпадают с используемыми блоком двигателя постоянного тока, за исключением того, что индуктивность не моделируется. Блок RC Servo определяет параметры уравнения с помощью крутящего момента останова и скоростей без загрузок, и делает исправление, чтобы принять во внимание крутящий момент backdrive.
Отказы
Блок RC Servo позволяет вам моделировать несколько типов отказов:
Перестали работать прочь — Никакой электрический крутящий момент.
Сбой вперед — Вращается в положительном направлении, чтобы поразить верхнюю остановку конца.
Реверс сбоя — Вращается в отрицательном направлении, чтобы поразить остановку более низкого уровня.
Не пройдено обмотка — Крутящий момент применяется, только если моторный ротор выстраивается в линию с одной из двух остающихся функционирующих обмоток.
Блок может инициировать события отказа:
Можно включить или отключить эти триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе, если больше чем один триггерный механизм требуется в симуляции. Когда больше чем один механизм включен, первый механизм, который инициирует отказ, более приоритетен. Другими словами, компонент перестал работать не больше, чем однажды на симуляцию.
Можно выбрать, выпустить ли утверждение, когда отказ происходит, при помощи параметра Reporting when a fault occurs. Утверждение может принять форму предупреждения или ошибки. По умолчанию блок не выпускает утверждение.
Предположения и ограничения
Этот блок не имеет никакого дополнительного теплового порта.
Если вы моделируете модель с решателем фиксированного шага, например, с помощью локального решателя, размер шага должен быть достаточно небольшим, чтобы получить необходимое разрешение входной ширины импульса. MathWorks рекомендует, чтобы вы использовали этот блок с переменными решателями шага для быстрой настольной симуляции.
Порты
Сохранение
развернуть все
s Управление валом
электрический
Электрический порт сохранения сопоставлен с управляющим сигналом PWM. Выходной спрос на угол вала установлен шириной импульса напряжения, применился к этому порту.
+ — Положительный терминал
электрический
Электрический порт сохранения сопоставлен с моторным положительным терминалом.
- — Отрицательный терминал
электрический
Электрический порт сохранения сопоставлен с моторным отрицательным терминалом.
R Ротор
вращательное механическое устройство
Механический вращательный порт сохранения сопоставлен с ротором.
C Преобразование регистра
вращательное механическое устройство
Механический вращательный порт сохранения сопоставлен со статором (преобразование регистра).
Параметры
развернуть все
Электрический крутящий момент
Stall torque — Крутящий момент максимальной нагрузки
2,4 kg*cm (значение по умолчанию)
Крутящий момент максимальной нагрузки, который сервомотор RC может переместить, не останавливаясь (остановка).
Time to travel 60 degrees (no load) — Выведите вал в 60 раз степеней
0,28 с (значение по умолчанию)
Время для выходного вала, чтобы повернуть 60 градусов, когда двигатель не управляет никакой загрузкой.
Corresponding nominal voltage — Напряжение предоставления DC
4.8 V (значение по умолчанию)
Напряжение предоставления DC используется при измерении крутящего момента останова и время, чтобы переместиться 60 градусов.
Rotational range — Выведите вал угловая область значений
[0 180] градус (значение по умолчанию)
Выходной вал угловая область значений сервомотора RC.
Corresponding pulse widths — Введите область значений ширины импульса
[550 2330] нас (значение по умолчанию)
Входная ширина импульса, соответствующая минимальным и максимальным выходным углам, как задано параметром Rotational range. Ширина импульса за пределами этой области значений отсекается блоком, чтобы остаться в этой области значений.
Управление
Pulse threshold — Пороговое напряжение для импульсного управления
3 В (значение по умолчанию)
Входной импульс обнаруживается как высоко, когда напряжение между s и - порты выше этого уровня.
Signal input resistance — Импеданс
18 кОм (значение по умолчанию)
Электрический импеданс измеряется между s и - порты.
Angle resolution — Минимальная ошибка позволена между потребованным и измеренным выходным углом вала
0,1 градуса (значение по умолчанию)
Когда ошибка между потребованным выходным углом вала и измеренным выходным углом вала опускается ниже углового разрешения, двигатель выключается. Этот параметр моделирует гистерезис, обычно включаемый в контроллер сервомотора RC, чтобы предотвратить болтовню вокруг сетбола.
Angle measurement error — Образцовая ошибка в угловом измерении
0 градусов (значение по умолчанию)
Этот параметр позволяет вам моделировать угловую погрешность измерения, ту, которая может произойти из-за провального углового датчика потенциометра. Например, если вы хотите смоделировать двигатель, приводимый в действие против одной из жестких остановок, можно установить подходящую угловую погрешность измерения достигать этого.
Механическое устройство
Backdrive torque (unpowered) — Загрузите крутящий момент, требуемый к backdrive неприводимый в действие двигатель
0,5 kg*cm (значение по умолчанию)
Загрузите крутящий момент, требуемый к backdrive двигатель, когда это будет не приводиться в действие. Блок использует это значение, чтобы определить параметры трения механизма.
Gear reduction ratio — Аппроксимированное отношение сокращения с вала двигателя на сервомотор RC вывело вал
320 (значение по умолчанию)
Отношение сокращения с вала двигателя постоянного тока на сервомотор RC вывело вал. Этот параметр влияет только на влияние инерции ротора на эквивалентном значении инерции в выходном вале. Это не оказывает влияния на скорость без загрузок. Поэтому значение не должно быть точным.
Rotor inertia — Инерция двигателя постоянного тока и привода ротора
10 g*cm^2 (значение по умолчанию)
Инерция двигателя постоянного тока, плюс инерция левереджа, отраженного к ротору (обычно маленький, если механизмы являются пластмассовыми).
End-stop angles — Механическая угловая область значений
[-5 185] градус (значение по умолчанию)
Механические остановки конца предотвращают вращение выходного вала вне заданной области значений. Область значений, заданная углами остановки конца, должна быть больше, чем заданный параметром Rotational range.
End-stop stiffness — Жесткость механических остановок конца
1e6 N*m/rad (значение по умолчанию)
Жесткость механических остановок конца.
End-stop damping — Затухание механических остановок конца
0.01 N*m / (rad/s) (значение по умолчанию)
Затухание механических остановок конца.
Отказы
Enable faults — Выберите Yes, чтобы включить моделирование отказов
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите Yes, чтобы включить моделирование отказов. Связанные параметры в разделе Faults становятся видимыми, чтобы позволить вам выбрать метод создания отчетов и задать триггерный механизм (временный или поведенческий). Можно включить эти триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе.
Reporting when a fault occurs — Выберите, выпустить ли утверждение, когда отказ происходит
None (значение по умолчанию) | Warn | Error
Выберите, выпустить ли утверждение, когда отказ происходит:
'none' Блок не выпускает утверждение.
Warn — Блок выдает предупреждение.
Ошибка Симуляция останавливается с ошибкой.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Fault type — Выберите тип отказа
Fail off (значение по умолчанию) | Fail forward | Fail reverse | Failed winding
Выберите тип отказа:
Fail off — Никакой электрический крутящий момент.
Fail forward — Вращается в положительном направлении, чтобы поразить верхнюю остановку конца.
Fail reverse — Вращается в отрицательном направлении, чтобы поразить остановку более низкого уровня.
Failed winding — Крутящий момент применяется, только если моторный ротор выстраивается в линию с одной из двух остающихся функционирующих обмоток.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Enable temporal fault trigger — Выберите Yes, чтобы включить основанное на времени инициирование отказа
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите Yes, чтобы включить основанное на времени инициирование отказа. Можно включить временные и поведенческие триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Simulation time for a fault event — Время прежде, чем войти дало сбой состояние
1 с (значение по умолчанию)
Установите время симуляции, в котором вы хотите, чтобы блок ввел неработающее состояние.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable temporal fault trigger устанавливается на Yes.
Enable behavioral fault trigger — Выберите Yes, чтобы включить поведенческое инициирование отказа
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите Yes, чтобы включить поведенческое инициирование отказа. Можно включить временные и поведенческие триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Maximum permissible current — Текущий порог, чтобы дать сбой переход
1 А (значение по умолчанию)
Задайте максимальное допустимое текущее значение. Если ток превышает это значение для дольше, чем значение параметров Time to fail when exceeding maximum permissible current, то блок вводит неработающее состояние.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable behavioral fault trigger устанавливается на Yes.
Time to fail when exceeding current — Максимальный отрезок времени ток превышает порог
1 с (значение по умолчанию)
Установите максимальный отрезок времени, что ток может превысить максимальное допустимое значение, не инициировав отказ.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable behavioral fault trigger устанавливается на Yes.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.
Введенный в R2017b
