RC Servo

Сервопривод радиоуправления с основанным на PWM отслеживанием углового положения и моделированием отказа

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Электромеханический / Нарисованные кистью Двигатели

Описание

Блок RC Servo представляет маленький двигатель постоянного тока на коробку передач и схему управления, обычно используемую 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 на трение

  • Механические остановки конца, чтобы предотвратить выходной вал, изгоняемый из области значений загрузкой

  • Погрешность измерения положения

  • Моделирование отказа

Моторные уравнения совпадают с используемыми блоком DC Motor, за исключением того, что индуктивность не моделируется. Блок RC Servo определяет параметры уравнения с помощью крутящего момента останова и скоростей без загрузок, и делает коррекцию, 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:

  • В определенное время

  • Когда текущий предел превышен для дольше, чем определенный временной интервал

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.

Переменные

Используйте раздел Variables интерфейса блока, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках до симуляции. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках (Simscape).

Предположения и ограничения

  • Этот блок не имеет никакого дополнительного теплового порта.

  • Если вы симулируете модель с решателем фиксированного шага, например, с помощью локального решателя, размер шага должен быть малым достаточно, 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

Электрический порт сохранения сопоставлен с управляющим сигналом PWM. Выходной спрос на угол вала установлен шириной импульса напряжения, применился к этому порту.

Электрический порт сохранения сопоставлен с моторным положительным терминалом.

Электрический порт сохранения сопоставлен с моторным отрицательным терминалом.

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен с ротором.

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен со статором (преобразование регистра).

Параметры

развернуть все

Электрический крутящий момент

Крутящий момент максимальной нагрузки, который сервомотор RC может переместить, не останавливаясь (остановка).

Время для выходного вала, чтобы повернуть 60 градусов, когда двигатель не управляет никакой загрузкой.

Напряжение предоставления DC используется при измерении крутящего момента останова и время, чтобы переместиться 60 градусов.

Выходной вал угловая область значений сервомотора RC.

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

Входной импульс обнаруживается как высоко, когда напряжение между s и - порты выше этого уровня.

Электрический импеданс измеряется между s и - порты.

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.

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 одного из жестких упоров, можно установить подходящую угловую погрешность измерения достигать этого.

Механическое устройство

Загрузите крутящий момент, требуемый к backdrive двигатель, когда это будет не приводиться в действие. Блок использует это значение, чтобы определить параметры трения механизма.

Отношение сокращения с вала двигателя постоянного тока на сервомотор RC вывело вал. Этот параметр влияет только на удар инерции ротора на эквивалентном значении инерции в выходном вале. Это не оказывает влияния на скорость без загрузок. Поэтому значение не должно быть точным.

Инерция двигателя постоянного тока, плюс инерция левереджа, отраженного к ротору (обычно маленький, если механизмы являются пластмассовыми).

Механические остановки конца предотвращают вращение выходного вала вне заданной области. Диапазон, указанный углами остановки конца, должен быть больше, чем заданный параметром Rotational range.

Жесткость механических остановок конца.

Затухание механических остановок конца.

Отказы

Выберите Yes 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.

Выберите, выпустить ли утверждение, когда отказ происходит:

  • None — Блок не выпускает утверждение.

  • Warn — Блок выдает предупреждение.

  • Error — Симуляция останавливается с ошибкой.

Зависимости

Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.

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.

Выберите Yes 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.

Установите время симуляции, в котором вы хотите, чтобы блок ввел неработающее состояние.

Зависимости

Enabled, когда параметр Enable temporal fault trigger устанавливается на Yes.

Выберите Yes 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.

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.

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™.

Смотрите также

Введенный в R2017b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте