Estimate Motor Parameters Using Motor Control Blockset Parameter Estimation Tool
Motor Control Blockset™ обеспечивает инструмент оценки параметра, который оценивает параметры двигателя точно. Используйте предполагаемые параметры двигателя, чтобы симулировать модель электродвигателя и спроектировать систему управления. Поэтому ответ симуляции предполагаемыми параметрами для модели электродвигателя близко к поведению двигателя под тестом.
Инструмент оценки параметра определяет эти моторные параметры для синхронного двигателя с постоянными магнитами:
| Параметры двигателя | Модули |
|---|---|
Сопротивление фазы (Rs) | Ом |
d и составляющие индукции q (Ld и Lq) | Генри |
Коэффициент противо-ЭДС, постоянная (Ke) | Vpk_LL/krpm (где Vpk_LL является пиковым измерением от линии к линии напряжения), |
Инерция двигателя (J) | Kg.m^2 |
Трение, постоянное (F) | N.m.s |
Инструмент оценки параметра принимает минимальные необходимые входные параметры, запускает тесты на целевом компьютере и отображает предполагаемые параметры.
Необходимые условия
Инструменту оценки параметра нужно моторное положение, как обнаружено или квадратурным энкодером, датчиком Холла или наблюдателем потока sensorless. Чтобы обнаружить моторное положение правильно при помощи датчика положений, необходимо калибровать квадратурный энкодер или датчик Холла, присоединенный к двигателю под тестом.
Убедитесь, что PMSM находится в условии без загрузок.
Если вы используете датчики Холла:
Убедитесь, что PMSM имеет датчики Холла.
Калибруйте смещение датчика Холла. Для инструкций смотрите Калибровку Смещения Холла для Двигателя PMSM.
Если вы используете квадратурный датчик энкодера:
Убедитесь, что PMSM имеет квадратурный датчик энкодера.
Калибруйте квадратурное смещение энкодера. Для инструкций смотрите Квадратурную Калибровку Смещения Энкодера для Двигателя PMSM.
Примечание
Если вы устанавливаете поле Sensor Selection в модели хоста к Sensorless, можно пропустить калибровочный шаг датчика положений.
Поддерживаемые аппаратные средства
Этот пример поддерживает только эти аппаратные конфигурации:
Настройка платы управления Instruments™ F28069M Техаса:
Плата управления F28069M
Инвертор DRV8312-69M-KIT
PMSM с Холлом или квадратурным датчиком энкодера
Предоставление мощности постоянного тока
Примечание
Плата DRV8312-69M-KIT имеет известную проблему в разделе источника питания платы. Из-за этого ограничения, плата не поддерживает все типы датчика Холла. Например, это не поддерживает датчик Холла двигателя Teknic M-2310P.
Настройка Texas Instruments LAUNCHXL-F28379D:
Контроллер LAUNCHXL-F28379D
Инвертор BOOSTXL-DRV8305
PMSM с Холлом или квадратурным датчиком энкодера
Предоставление мощности постоянного тока
Необходимые продукты Mathworks
Чтобы запустить оценку параметра, вам нужны эти продукты:
Motor Control Blockset
Фиксированная точка Toolbox™
Только, чтобы создать целевые модели, вам нужны эти дополнительные продукты:
Embedded Coder®
Пакет поддержки Embedded Coder для процессоров Texas Instruments C2000™
Подготовьте оборудование
Для настройки платы управления F28069M:
Соедините плату управления F28069M с J1 платы инвертора DRV8312-69M-KIT.
Соедините моторные три фазы с МОА, MOB и MOC на плате инвертора.
Соедините предоставление мощности постоянного тока с PVDDIN на плате инвертора.
Если вы используете датчик Холла, соединяете энкодер датчика Холла выход с J10 на плате инвертора.
Если вы используете квадратурный датчик энкодера, соединяете квадратурные контакты энкодера (G, я, A, 5 В, B) к J4 на плате инвертора.
Для настройки LAUNCHXL-F28379D:
Присоедините плату инвертора к плате контроллера, таким образом, что J1, J2 BOOSTXL выравнивается с J1, J2 LAUNCHXL.
Соедините моторные три фазы с MOTA, MOTB и MOTC на плате инвертора BOOSTXL.
Соедините предоставление мощности постоянного тока с PVDD и GND на плате инвертора BOOSTXL.
Если вы используете датчик Холла, соединяете датчик Холла выход с QEP_B (сконфигурированный как eCAP) на LAUNCHXL.
Если вы используете квадратурный датчик энкодера, соединяете квадратурные контакты энкодера (G, я, A, 5 В, B) к QEP_A на плате контроллера LAUNCHXL.
Для получения дополнительной информации относительно этих связей, смотрите Аппаратные Связи.
Для получения дополнительной информации относительно настроек модели, смотрите Параметры конфигурации Модели.
Для LAUNCHXL-F28379D загрузите пример программы к CPU2, например, программу, которая управляет синим LED CPU2 с помощью GPIO31 (c28379D_cpu2_blink.slx) гарантировать, что CPU2 по ошибке не сконфигурирован, чтобы использовать периферийные устройства платы, предназначенные для CPU1.
Parameter Estimation Tool
Инструмент оценки параметра включает целевую модель и модель хоста. Модели связываются друг с другом при помощи последовательного интерфейса. Для получения дополнительной информации смотрите Целевую Хостом Коммуникацию.
Введите системные детали о двигателе под тестом в модели хоста. Целевая модель использует алгоритм, чтобы выполнить тесты на двигателе и оценить параметры двигателя. Модель хоста запускает эти тесты и отображает предполагаемые параметры.
Подготовьте рабочую область
Чтобы открыть модель хоста оценки параметра, введите эту команду:
open_system('mcb_param_est_host_read.slx');
Введите эти детали в модель хоста, чтобы подготовить рабочую область:
Select Board — Выберите комбинация инвертора и целевой компьютер.
Communication Port — Задайте последовательный порт, который вы хотите сконфигурировать. Выберите доступный порт из списка. Для получения дополнительной информации смотрите, Находят Коммуникационный порт.
Required Inputs — Введите моторные данные о спецификации. Можно получить эти значения или из моторной таблицы данных или из моторной шильды.
Input DC Voltage — Напряжение питания DC для инвертора (Вольты).
Nominal Current — Номинальный ток двигателя (Ампер).
Nominal Speed — Расчетная скорость двигателя (об/мин).
Pole Pairs — Количество пар полюса двигателя.
Nominal Voltage — Номинальное напряжение двигателя (Вольты).
Position Offset — Положение (Холл или квадратурный энкодер) датчик возместил значение (положение на модуль) (см. Калибровку Смещения Холла для Двигателя PMSM, Квадратурную Калибровку Смещения Энкодера для Двигателя PMSM и систему в относительных единицах).
Sensor Selection - Тип датчика положений, который вы используете. Можно выбрать одно из этих значений:
QEP— Выберите эту опцию, если вы используете квадратурный датчик энкодера, присоединенный к вашему двигателю.HALL— Выберите эту опцию, если вы используете датчики Холла, доступные в вашем двигателе.Sensorless— Выберите эту опцию, если вы хотите использовать Flux Observer sensorless блок оценки положения вместо датчика положений. Для получения дополнительной информации об этом блоке, смотрите Наблюдателя Потока.
Total QEP Slits — Количество разрезов, доступных в квадратурном датчике энкодера. По умолчанию это поле имеет значение
1000.
Примечание
При обновлении Required Inputs рассмотрите эти ограничения:
Расчетная скорость двигателя должна быть меньше 25 000 об/мин.
Тесты защищают оборудование от отказов сверхтока. Однако, чтобы гарантировать, что эти отказы не происходят, сохраните номинальный ток двигателя (вводимым в поле Nominal Current) меньше, чем максимальный ток поддерживаемый инвертором.
Если вы имеете основанный на SMPS модуль предоставления мощности постоянного тока, устанавливаете безопасный текущий предел для источника питания из соображений безопасности.
Разверните целевые модели
Прежде, чем запустить тесты при помощи инструмента оценки параметра, необходимо загрузить двоичные файлы (.hex/ .out) сгенерированный целевой моделью в целевой компьютер. Существует два рабочих процесса, чтобы загрузить двоичные файлы:
Workflow 1: Build and Deploy Target Model:
Используйте этот рабочий процесс, чтобы сгенерировать и развернуть код для целевой модели. Убедитесь, что вы нажимаете Ctrl+D, чтобы обновить рабочую область с необходимыми входными деталями из модели хоста.
Кликните по одной из этих гиперссылок в модели хоста оценки параметра, чтобы открыть целевую модель (для оборудования, которое вы используете):
Для основанного на F28069M контроллера, присоединенного или к Холлу или к квадратурному датчику энкодера:
mcb_param_est_f28069_DRV8312
Для основанного на F28069M контроллера, который использует sensorless блок Flux Observer:
mcb_param_est_sensorless_f28069_DRV8312
Для основанного на F28379D контроллера, присоединенного или к Холлу или к квадратурному датчику энкодера:
mcb_param_est_f28379D_DRV8305
Для основанного на F28379D контроллера, который использует sensorless блок Flux Observer:
mcb_param_est_sensorless_f28379D_DRV8305
Нажмите Build, Deploy & Start во вкладке Hardware, чтобы развернуть целевую модель в оборудование.
Примечание
Проигнорируйте предупреждающее сообщение Multitask data store option in the Diagnostics page of the Configuration Parameter Dialog is none отображенный советником модели, путем нажатия кнопки Always Ignore. Это - часть намеченного рабочего процесса.
Workflow 2: Manually Download Target Model:
Используйте этот рабочий процесс, чтобы развернуть двоичные файлы (.hex/ .out) из целевой модели вручную при помощи стороннего инструмента (рабочему процессу не нужна генерация кода). Этот рабочий процесс только допустим для двигателя Teknic M-2310P.
Найдите двоичные файлы (
.hex/.out) в этих местоположениях:<matlabroot>\toolbox\mcb\mcbexamples\mcb_param_est_f28069_DRV8312.out<matlabroot>\toolbox\mcb\mcbexamples\mcb_param_est_f28379D_DRV8305.out
Откройте стороннюю программу, чтобы развернуть двоичные файлы (
.hex/.out).Загрузите и запустите двоичные файлы (
.hex/.out) на целевом компьютере.
Оцените параметры двигателя
Используйте следующие шаги, чтобы запустить инструмент оценки параметра Motor Control Blockset:
Убедитесь, что вы развертываете двоичные файлы (
.hex/.out) сгенерированный из целевой модели, к целевому компьютеру и обновлению необходимые детали в модели хоста.В модели хоста нажмите Run во вкладке Simulation, чтобы запустить тесты оценки параметра.
Процесс оценки параметра занимает меньше чем минуту, чтобы выполнить тесты. Можно проигнорировать звук звукового сигнала, произведенный во время тестов.
Модель хоста отображает предполагаемые параметры двигателя после успешного завершения тестов.
Инструмент использует следующий алгоритм, чтобы оценить параметры:
Моторное сопротивление (R) - Инструмент использует закон Ома, чтобы оценить это значение.
Моторная индуктивность (Ld и Lq) - инструмент использует метод инжекции частоты, чтобы оценить эти значения.
Коэффициент противо-ЭДС (Ke) - Инструмент измеряет токи и напряжения и использует уравнение электродвигателя, чтобы оценить это значение.
Поток постоянного магнита (λ) - Инструмент использует предполагаемый коэффициент противо-ЭДС, постоянную, чтобы оценить это значение.
Трение, постоянное (B) - инструмент, оценивает это значение при помощи уравнения крутящего момента для моторного выполнения на постоянной скорости.
Инерция (J) - Инструмент оценивает это значение при помощи теста промедления.
Расчетный Крутящий момент - инструмент оценивает это значение при помощи ориентировочной стоимости постоянного магнитного потока двигателя.
Когда завершенные тесты оценки параметра, LED Test Status становится зеленым.
Если тесты прерваны, LED Test Status покраснел. Когда LED покраснеет, запустите модель хоста снова, чтобы повторно выполнить тесты оценки параметра.
Во время чрезвычайной ситуации можно вручную повернуть переключатель ползунка Run-Stop к положению Stop, чтобы остановить тесты оценки параметра. Кроме того, модель прерывает тесты оценки параметра и поворачивает эти светодиоды, красные, чтобы защитить оборудование от следующих отказов:
Отказ сверхтока (этот отказ происходит, когда фактический ток, чертивший от источника питания, является больше, чем значение Nominal Current, упомянутое в разделе Required Inputs модели хоста),
Отказ пониженного напряжения (этот отказ происходит, когда введенное напряжение постоянного тока опускается ниже 80% значения Input DC Voltage, упомянутого в разделе Required Inputs модели хоста),
Отказ последовательной передачи
Сохраните предполагаемые параметры
Можно экспортировать предполагаемые параметры двигателя и далее использовать их для проекта системы управления и симуляции.
Чтобы экспортировать, нажмите Save Parameters, чтобы сохранить предполагаемые параметры в MAT (.mat) файл.
Чтобы просмотреть сохраненные параметры, загрузите MAT (.mat) файл в рабочей области MATLAB®. MATLAB сохраняет параметры в структуре под названием motorParam в рабочей области.
Нажмите Open Model, чтобы создать новую модель Simulink® с моторным блоком PMSM. Моторный блок использует motorParam переменные структуры из рабочего пространства MATLAB.