Hall Speed and Position

Вычислите скорость и оцените положение ротора при помощи датчиков Холла

Библиотека:
Motor Control Blockset / Декодеры Датчика

Описание

Блок Hall Speed and Position вычисляет механическую скорость ротора путем отслеживания изменений в состоянии Холла. Блок также оценивает электрическое положение ротора при помощи направления, состояния Холла и внешних встречных входных параметров значения.

Блок выполняется периодически после фиксированного временного интервала, который задает алгоритм регулятора.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`HallVal` — Текущее состояние вывода датчика Холла
скаляр

Состояние Холла в текущее время. Например, это возможные допустимые состояния Холла (где MSB представляет выход первого соединенного датчика Холла):

5 - (101)
4 - (100)
6 - (110)
2 - (010)
3 - (011)
1 - (001)

Типы данных: single | double | fixed point

`Cnt` — Внешнее встречное значение
скаляр

Внешнее встречное значение, что использование блока, чтобы определить время протекло между изменением состояния Холла и выполнением блока.

Типы данных: single | double | fixed point

`SpdCnt` — Рассчитайте при изменении состояния Холла
скаляр

Это значение указывает, что такты (время) протекли между двумя последовательными изменениями в состоянии Холла.

Типы данных: single | double | fixed point

`Dir` — Направление вращения ротора во время текущего состояния Холла
скаляр

Направление вращения ротора (или +1 или –1 указывающее положительное или отрицательное направление вращения, соответственно) во время текущего состояния Холла.

Типы данных: single | double | fixed point

`SpdVal` — Валидность текущих и предыдущих состояний Холла и расчета скорости
скаляр

Значение порта указывает на валидность состояния Холла. Нуль значения указывает, что текущее или предыдущее состояние Холла недопустимо и что блок не может вычислить скорость и положение.

Значение каждый указывает, что и текущие и предыдущие состояния Холла допустимы и что блок может вычислить скорость и положение.

Типы данных: single | double | fixed point

`HallChng` — Значение флага изменения состояния Холла
скаляр

Значение порта указывает на изменение состояния Холла и состояние выполнения блока. Значение каждый указывает, что состояние Холла изменилось, но что выполнение блока находится на рассмотрении. Нуль значения указывает, что блок завершил выполнение последнего изменения состояния Холла.

Типы данных: single | double | fixed point

Вывод

развернуть все

`_θe` — Электрическое положение ротора
скаляр

Предполагаемое электрическое положение ротора на основе параметра Expected hall sequence in positive direction и Direction, HallVal, и CounterValue входные параметры.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Block output на любой Position или Speed and position.

Типы данных: single | double | fixed point

`_⍵m` — Механическая скорость ротора
скаляр

Механическая скорость ротора в оборотах в минуту. Блок вычисляет это значение путем отслеживания изменений состояния Холла.

Порт возвращает нуль если SpdVal вход является нулем.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Block output на любой Speed или Speed and position.

Типы данных: single | double | fixed point

`HallChngRst` — Сброс флаг изменения состояния Холла, чтобы обнулить
скаляр

Выходы порта значение нуля (устанавливает флаг изменения состояния Холла обнулять), указание, что блок успешно выполнил расчеты скорости и положения для последнего изменения состояния Холла.

Типы данных: single | double | fixed point

Параметры

развернуть все

Общий

`Block output` — Выберите выходные порты
`Speed and position` (значение по умолчанию) | `Speed` | `Position`

Выберите доступные выходные порты блока как одно из следующих значений:

Скорость и положение
Скорость
Положение

`Counter size` — Размер внешнего встречного регистра
`32 bits` (значение по умолчанию) | `8 bits` | `16 bits`

Размер регистра внешнего счетчика. Максимальное встречное значение $2^{n} -1$ , где $n$ = встречный размер.

`Counter clock frequency (Hz)` — Тактовая частота внешнего счетчика
`90e6` (значение по умолчанию) | скаляр

Тактовая частота внешнего счетчика.

`Discrete step size (s)` — Шаг расчета, после которого блок выполняется снова
`50e-6` (значение по умолчанию) | скаляр

Время между двумя последовательными экземплярами выполнения блока.

`Number of pole pairs` — Количество пар полюса, доступных в двигателе
8 (значение по умолчанию) | скаляр

Количество пар полюса, доступных в двигателе.

`Minimum detectable speed (RPM)` — Минимальная скорость, которую может обнаружить блок
20 (значение по умолчанию) | скаляр

Блок не вычисляет положение для скорости ниже этого значения.

`Speed measurement interval` — Интервал, на котором блок измеряет скорость
`Every 180 Degrees` (значение по умолчанию) | `Every 60 Degrees`

Угловое смещение ротора, которое представляет интервал в который SpdCnt значение порта было вычислено.

`Speed unit` — Модуль ротора угловая скорость выводится
`Radians/sec` (значение по умолчанию) | `Degrees/sec` | `RPM` | `Per unit`

Модуль скорости вращения или механической скорости (_⍵mвывод .

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на любой Speed или Speed and position.

`Speed datatype` — Тип данных ротора угловая скорость выводится
`single` (значение по умолчанию) | `double` | `fixdt(1,16,0)` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `<data type expression>`

Тип данных ротора угловая скорость выводится.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на любой Speed или Speed and position.

Положение

`Expected hall sequence in positive direction` — Положительное направление указания последовательности
`ABC` (значение по умолчанию) | `CBA` | `Custom sequence`

Последовательность датчика Холла, которая представляет положительное направление вращения ротора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на любой Position или Speed and position.

`Sequence` — Пользовательское положительное направление указания последовательности
[5,4,6,2,3,1] (значение по умолчанию) | скаляр

Пользовательская последовательность, которую можно ввести, чтобы представлять вращение ротора в положительном направлении.

Зависимости

Включить этот параметр:

Установите Block output на любой Position или Speed and position.
Установите Expected hall sequence in positive direction на Custom sequence.

`Order of extrapolation of position` — Указывает на точность в расчете положения
`1st Order` (значение по умолчанию) | `2nd Order`

1st Order опция менее точна в вычислительном положении, но быстра. 2nd Order опция более точна, но нужна в большем количестве времени вычисления. Эти уравнения описывают опции:

$θ_{1 s t O r d e r} = θ_{s e c t o r} + ω t$

$θ_{2 n d O r d e r} = θ_{s e c t o r} + ω t + \frac{1}{2} α t^{2}$

где:

$θ_{1 s t O r d e r}$ = Положение вычисляется при помощи 1-й экстраполяции порядка.

$θ_{2 n d O r d e r}$ = Положение вычисляется при помощи 2-й экстраполяции порядка.

$θ_{s e c t o r}$ = Угол сектора, заданный датчиком Холла, выводится.

$ω$ = Скорость вращения ротора.

$α$ = Угловое ускорение ротора.

$t$ = Время проведено в секторе.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на любой Position или Speed and position.

`Position unit` — Единица угловой скорости выводится
`Radians` (значение по умолчанию) | `Degrees` | `Per unit`

Единица угловой скорости выводится.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на любой Position или Speed and position.

`Position datatype` — Тип данных угловой скорости выводится
`single` (значение по умолчанию) | `double` | `fixdt(1,16,0)` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `<data type expression>`

Тип данных угловой скорости выводится.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на любой Position или Speed and position.

Примеры модели

Калибровка смещения Холла для двигателя PMSM

Вычисляет перемещение между ротором прямая ось (d- ось), и положение обнаруживается датчиком Холла. Для алгоритма ориентированного на поле управления (FOC) нужно это смещение положения, чтобы запустить постоянный магнит синхронный двигатель (PMSM) правильно. Чтобы вычислить смещение, целевая модель запускает двигатель в условии разомкнутого контура. Модель использует константу ${V_d}$ (напряжение вдоль d статора- ось) и нуль ${V_q}$ (напряжение вдоль q статора- ось), чтобы запустить двигатель (на низкой постоянной скорости) при помощи положения или генератора линейной функции. Когда значение положения или пандуса достигает нуля, соответствующее положение ротора является значением смещения для датчиков Холла.

Field-Oriented Control of PMSM Using Hall Sensor

Ориентированное на поле управление PMSM Используя датчик Холла

Реализует метод ориентированного на поле управления (FOC), чтобы контролировать скорость трехфазного постоянного магнита синхронного двигателя (PMSM). Алгоритм FOC требует обратной связи положения ротора, которая получена датчиком Холла. Для получения дополнительной информации о FOC, смотрите Ориентированное на поле управление (FOC).

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Преобразование фиксированной точки
Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.

Темы

Введенный в R2020a

Документация

Hall Speed and Position

Описание

Порты

Входной параметр

HallVal — Текущее состояние вывода датчика Холла скаляр

Cnt — Внешнее встречное значение скаляр

SpdCnt — Рассчитайте при изменении состояния Холла скаляр

Dir — Направление вращения ротора во время текущего состояния Холла скаляр

SpdVal — Валидность текущих и предыдущих состояний Холла и расчета скорости скаляр

HallChng — Значение флага изменения состояния Холла скаляр

Вывод

θe — Электрическое положение ротора скаляр

Зависимости

⍵m — Механическая скорость ротора скаляр

Зависимости

HallChngRst — Сброс флаг изменения состояния Холла, чтобы обнулить скаляр

Параметры

Общий

Block output — Выберите выходные порты Speed and position (значение по умолчанию) | Speed | Position

Counter size — Размер внешнего встречного регистра 32 bits (значение по умолчанию) | 8 bits | 16 bits

Counter clock frequency (Hz) — Тактовая частота внешнего счетчика 90e6 (значение по умолчанию) | скаляр

Discrete step size (s) — Шаг расчета, после которого блок выполняется снова 50e-6 (значение по умолчанию) | скаляр

Number of pole pairs — Количество пар полюса, доступных в двигателе8 (значение по умолчанию) | скаляр

Minimum detectable speed (RPM) — Минимальная скорость, которую может обнаружить блок20 (значение по умолчанию) | скаляр

Speed measurement interval — Интервал, на котором блок измеряет скорость Every 180 Degrees (значение по умолчанию) | Every 60 Degrees

Speed unit — Модуль ротора угловая скорость выводится Radians/sec (значение по умолчанию) | Degrees/sec | RPM | Per unit

Зависимости

Speed datatype — Тип данных ротора угловая скорость выводится single (значение по умолчанию) | double | fixdt(1,16,0) | fixdt(1,16,2^0,0) | <data type expression>

Зависимости

Положение

Expected hall sequence in positive direction — Положительное направление указания последовательности ABC (значение по умолчанию) | CBA | Custom sequence

Зависимости

Sequence — Пользовательское положительное направление указания последовательности[5,4,6,2,3,1] (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Order of extrapolation of position — Указывает на точность в расчете положения 1st Order (значение по умолчанию) | 2nd Order

Зависимости

Position unit — Единица угловой скорости выводится Radians (значение по умолчанию) | Degrees | Per unit

Зависимости

Position datatype — Тип данных угловой скорости выводится single (значение по умолчанию) | double | fixdt(1,16,0) | fixdt(1,16,2^0,0) | <data type expression>

Зависимости

Примеры модели

Калибровка смещения Холла для двигателя PMSM

Ориентированное на поле управление PMSM Используя датчик Холла

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Преобразование фиксированной точки Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.

Смотрите также

Темы

Документация Motor Control Blockset

Поддержка

`HallVal` — Текущее состояние вывода датчика Холла
скаляр

`Cnt` — Внешнее встречное значение
скаляр

`SpdCnt` — Рассчитайте при изменении состояния Холла
скаляр

`Dir` — Направление вращения ротора во время текущего состояния Холла
скаляр

`SpdVal` — Валидность текущих и предыдущих состояний Холла и расчета скорости
скаляр

`HallChng` — Значение флага изменения состояния Холла
скаляр

`_θe` — Электрическое положение ротора
скаляр

`_⍵m` — Механическая скорость ротора
скаляр

`HallChngRst` — Сброс флаг изменения состояния Холла, чтобы обнулить
скаляр

`Block output` — Выберите выходные порты
`Speed and position` (значение по умолчанию) | `Speed` | `Position`

`Counter size` — Размер внешнего встречного регистра
`32 bits` (значение по умолчанию) | `8 bits` | `16 bits`

`Counter clock frequency (Hz)` — Тактовая частота внешнего счетчика
`90e6` (значение по умолчанию) | скаляр

`Discrete step size (s)` — Шаг расчета, после которого блок выполняется снова
`50e-6` (значение по умолчанию) | скаляр

`Number of pole pairs` — Количество пар полюса, доступных в двигателе
8 (значение по умолчанию) | скаляр

`Minimum detectable speed (RPM)` — Минимальная скорость, которую может обнаружить блок
20 (значение по умолчанию) | скаляр

`Speed measurement interval` — Интервал, на котором блок измеряет скорость
`Every 180 Degrees` (значение по умолчанию) | `Every 60 Degrees`

`Speed unit` — Модуль ротора угловая скорость выводится
`Radians/sec` (значение по умолчанию) | `Degrees/sec` | `RPM` | `Per unit`

`Speed datatype` — Тип данных ротора угловая скорость выводится
`single` (значение по умолчанию) | `double` | `fixdt(1,16,0)` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `<data type expression>`

`Expected hall sequence in positive direction` — Положительное направление указания последовательности
`ABC` (значение по умолчанию) | `CBA` | `Custom sequence`

`Sequence` — Пользовательское положительное направление указания последовательности
[5,4,6,2,3,1] (значение по умолчанию) | скаляр

`Order of extrapolation of position` — Указывает на точность в расчете положения
`1st Order` (значение по умолчанию) | `2nd Order`

`Position unit` — Единица угловой скорости выводится
`Radians` (значение по умолчанию) | `Degrees` | `Per unit`

`Position datatype` — Тип данных угловой скорости выводится
`single` (значение по умолчанию) | `double` | `fixdt(1,16,0)` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `<data type expression>`

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Преобразование фиксированной точки
Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.