Модели

В этом примере используется несколько моделей для следующих конфигураций оборудования:

Управление скоростью PMSM с ослаблением поля и MTPA:

Контроль крутящего момента PMSM с MTPA:

Эти модели можно использовать как для моделирования, так и для создания кода. Для открытия моделей Simulink ® можно также использовать команду open_system. Например, используйте эту команду для контроллера на основе F28069M:

open_system('mcb_pmsm_fwc_qep_f28069LaunchPad.slx');

Необходимые продукты MathWorks ®

Для моделирования модели:

1. Для моделей: mcb_pmsm_fwc_qep_f28069LaunchPad и mcb_pmsm_mtpa_qep_f28069LaunchPad

2. Для моделей: mcb_pmsm_fwc_qep_f28379d и mcb_pmsm_mtpa_qep_f28379d

Для создания кода и развертывания модели:

1. Для моделей: mcb_pmsm_fwc_qep_f28069LaunchPad и mcb_pmsm_mtpa_qep_f28069LaunchPad

2. Для моделей: mcb_pmsm_fwc_qep_f28379d и mcb_pmsm_mtpa_qep_f28379d

Предпосылки

1. Получите параметры двигателя. Параметры двигателя по умолчанию предоставляются в модели Simulink ®, которую можно заменить значениями из таблицы данных двигателя или из других источников.

Однако при наличии аппаратных средств управления двигателем можно оценить параметры двигателя, которые требуется использовать, с помощью инструмента оценки параметров блока управления двигателем. Инструкции см. в разделе Оценка параметров двигателя с помощью инструмента оценки параметров блока управления двигателем.

Инструмент оценки параметров обновляет переменную motorParam (в рабочем пространстве MATLAB ®) с помощью расчетных параметров двигателя.

2. Если параметры двигателя получены из таблицы данных или из других источников, обновите параметры калибровки двигателя, инвертора и датчика положения в сценарии инициализации модели, связанном с моделями Simulink ®. Инструкции см. в разделе Оценка контрольных выигрышей от параметров двигателя.

При использовании инструмента оценки параметров можно обновить параметры калибровки инвертора и датчика положения, но не обновлять параметры двигателя в сценарии инициализации модели. Сценарий автоматически извлекает параметры двигателя из обновленной переменной рабочего пространства motorParam.

Моделирование (управление скоростью и крутящим моментом) моделей

В этом примере поддерживается моделирование. Выполните следующие действия для моделирования модели.

1. Откройте модель, включенную в этот пример.

2. Щелкните Выполнить (Run) на вкладке Моделирование (Simulation), чтобы смоделировать модель.

3. Щелкните Инспектор данных (Data Inspector) на вкладке Моделирование (Simulation), чтобы просмотреть и проанализировать результаты моделирования.

Анализ результатов моделирования для модели управления скоростью

Модель использует систему на единицу для представления скорости, токов, напряжений, крутящего момента и мощности. Введите PU System в рабочей области для просмотра преобразования одного значения на единицу в единицы СИ для этих величин.

Наблюдайте за динамикой системы для контроллеров скорости и тока. Кроме того, обратите внимание на отрицательные токи Id для работы двигателя выше базовой скорости.

Примечание:

Анализ результатов моделирования для модели управления крутящим моментом

Выполните моделирование с использованием опорных токов Id и Iq, генерируемых этими тремя методами:

1. Создание опорных токов с помощью контрольного опорного блока MTPA.

2. Генерация опорных токов MTPA вручную с помощью опорного блока управления вектором.

3. Создайте контрольную ссылку без MTPA.

Первый метод использует математические вычисления для определения опорных токов Id и Iq после предположения линейных индуктивностей.

Второй метод используется для создания вручную справочных таблиц MTPA для двигателей с нелинейными индуктивами. Это можно проиллюстрировать привязками Id и Iq, созданными путем сдвига угла крутящего момента между + (δ/2) и - (λ/2).

Последний метод используется для получения опорных токов без алгоритма MTPA.

В инспекторе данных можно сравнить крутящий момент и мощность, создаваемые этими тремя методами.

В предыдущем примере можно заметить, что электрический крутящий момент, генерируемый с помощью MTPA, является 0.34PU, в то время как электрический крутящий момент, генерируемый без MTPA, является 0.27PU. Можно также заметить, что при изменяющемся угле крутящего момента максимальный генерируемый крутящий момент соответствует крутящему моменту, создаваемому MTPA. Отрицание d- axis current указывает, что MTPA использует момент сопротивления для внутренней PMSM.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы работаете с Surface PMSM, измените тип параметра двигателя с Interior PMSM на Surface PMSM в контрольном блоке MTPA, расположенном в расположении «Torque Control\MTPA _ Reference\MTPA Control Reference».

Создание кода и развертывание модели на целевом оборудовании

В этом разделе содержится инструкция по созданию кода и запуску алгоритма ВОК на целевом оборудовании.

В этом примере используются хост и целевая модель. Модель хоста представляет собой пользовательский интерфейс к аппаратной плате контроллера. Модель хоста можно запустить на хост-компьютере. Предпосылкой для использования модели хоста является развертывание целевой модели на аппаратной плате контроллера. Модель хоста использует последовательную связь для команды целевой модели Simulink ® и запуска двигателя в замкнутом контуре управления.

Необходимое оборудование

В этом примере поддерживаются эти конфигурации оборудования. Имя целевой модели можно также использовать для открытия модели для соответствующей конфигурации оборудования из командной строки MATLAB ®.

Для получения информации о соединениях, связанных с предыдущими конфигурациями аппаратных средств, см. раздел Конфигурации LAUNCHXL-F28069M и LAUNCHXL-F28379D.

Запустить модели для реализации управления скоростью и крутящим моментом с ослаблением поля и MTPA

1. Моделирование модели и анализ результатов моделирования с помощью предыдущего раздела.

2. Завершите аппаратные подключения.

3. Для модели управления крутящим моментом требуется внутренний PMSM с QEP-датчиком, приводимый в действие внешним динамометром с управлением скоростью (который использует модель управления скоростью).

4. Модель автоматически вычисляет значения смещения ADC (или текущего). Чтобы отключить эту функцию (включена по умолчанию), обновите нулевое значение до переменного инвертора. ADCOffsetCalibEnable в сценарии инициализации модели.

Можно также вычислить значения смещения АЦП и обновить их вручную в сценариях инициализации модели. Для инструкций посмотрите Пробег 3-фазовые электродвигатели переменного тока в Контроле разомкнутого контура и Калибруйте Смещение ADC.

5. Вычислите значение смещения индекса квадратурного кодера и обновите его в сценариях инициализации модели, связанных с целевой моделью. Инструкции см. в разделе Калибровка смещения квадратурного кодера для двигателя PMSM.

6. Откройте целевую модель для конфигурации оборудования, которую необходимо использовать. Если требуется изменить настройки конфигурации оборудования по умолчанию для целевой модели, см. раздел Параметры конфигурации модели.

7. Загрузите типовую программу к CPU2 LAUNCHXL-F28379D, например, программа, которая управляет синим CPU2 Во главе с использованием GPIO31 (c28379D_cpu2_blink.slx), чтобы гарантировать, что CPU2 по ошибке не настроен, чтобы использовать периферию правления, предназначенную для CPU1.

8. Щелкните Создать, Развернуть и начать на вкладке Оборудование, чтобы развернуть целевую модель на оборудовании.

9. Щелкните гиперссылку модели-основы в целевой модели, чтобы открыть связанную модель-основу. Для открытия главной модели можно также использовать команду open_system. Например, используйте эту команду для реализации управления скоростью:

open_system('mcb_pmsm_fwc_host_model.slx');

Дополнительные сведения о последовательной связи между моделью хоста и целевой моделью см. в разделе Связь хоста с целевой моделью.

10. В маске блока Host Serial Setup модели хоста выберите имя порта.

11. В модели управления скоростью обновите значение блока Опорная скорость (RPM). В модели управления крутящим моментом обновите текущий запрос с помощью блока привязки Imag.

12. Щелкните Выполнить (Run) на вкладке Моделирование (Simulation), чтобы запустить главную модель.

13. Измените положение переключателя «Пуск/Останов двигателя» на «Вкл», чтобы запустить и остановить запуск двигателя.

14. Введите различные эталонные скорости (или токи) и просмотрите отладочные сигналы из подсистемы RX во временной области модели хоста.

Примечание

Ссылки

[1] B. Бозе, современная электроника и приводы переменного тока. Прентис Холл, 2001. ISBN-0-13-016743-6.

[2] Лоренц, Роберт Д., Томас Липо и Дональд У. Новотны. «Управление движением с помощью асинхронных двигателей». Материалы IEEE, том 82, выпуск 8, август 1994 года, стр. 1215-1240.

[3] Моримото, Сигэо, Масаюка Санада и Ёдзи Такэда. «Широкополосная работа внутренних синхронных двигателей постоянного магнита с высокопроизводительным регулятором тока». IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 30, Issue 4, July/August 1994, pp. 920-926.

[4] Ли, Муян. «Управление ослаблением потока для синхронных двигателей с постоянным магнитом на основе инверторов источника Z». Магистерская диссертация, Университет Маркетт, электронная публикация @ Marquette, осень 2014 года.

[5] Бриз, Фернандо, Майкл У. Дегнер и Роберт Д. Лоренц. «Анализ и проектирование регуляторов тока с использованием сложных векторов». IEEE Transactions on Industry Applications, том 36, выпуск 3, май/июнь 2000 года, стр. 817-825.

[6] Briz, Фернандо, и др. «Регулирование тока и потока в режиме ослабления поля [асинхронных двигателей]». Сделки IEEE по отраслевым приложениям, том 37, выпуск 1, январь/февраль 2001 г., стр. 42-50.

[7] Примечание к заявке TI, «Безсенсорный ВОК с ослаблением потока и MTPA для моторных приводов IPMSM».