Скорость и положение зала

Вычислить скорость и оценить положение ротора с помощью датчиков Холла

Библиотека:
Блок управления двигателем/декодеры датчиков

Описание

Блок Hall Speed and Position вычисляет механическую скорость ротора, отслеживая изменения в состоянии Hall. Блок также оценивает электрическое положение ротора, используя направление, состояние Холла и входные значения внешнего счетчика.

Блок периодически выполняется после фиксированного временного интервала, который определяет алгоритм контроллера.

Порты

Вход

развернуть все

`HallVal` - Текущее выходное состояние датчика Холла
скаляр

Холл в настоящее время. Например, это возможные действительные состояния Холла (где MSB представляет выход первого подключенного датчика Холла):

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

Типы данных: single | double | fixed point

`Cnt` - Значение внешнего счетчика
скаляр

Значение внешнего счетчика, используемое блоком для определения времени, прошедшего между изменением состояния Холла и выполнением блока.

Типы данных: single | double | fixed point

`SpdCnt` - Число при изменении состояния Холла
скаляр

Это значение указывает циклы синхронизации (время) между двумя последовательными изменениями состояния Холла.

Типы данных: single | double | fixed point

`Dir` - Направление вращения ротора при текущем состоянии Холла
скаляр

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

Типы данных: single | double | fixed point

`SpdVal` - Достоверность текущего и предыдущего состояний зала и расчет скорости
скаляр

Значение порта указывает на действительность состояния Холла. Нулевое значение указывает, что текущее или предыдущее состояние Холла является недопустимым и что блок не может вычислить скорость и положение.

Значение 1 указывает, что и текущее, и предыдущее состояния Холла являются действительными и что блок может вычислять 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 1 указывает, что состояние Холла изменилось, но выполнение блока находится в ожидании. Нулевое значение указывает, что блок завершил выполнение последнего изменения состояния Холла.

Типы данных: single | double | fixed point

Продукция

развернуть все

`θ_e` - Электрическое положение ротора
скаляр

Расчетное электрическое положение ротора на основе ожидаемой последовательности холла в положительном направлении и Direction, HallVal, и CounterValue входные данные.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Block output значение Position или Speed and position.

Типы данных: single | double | fixed point

`⍵_m` - Механическая частота вращения ротора
скаляр

Механическая скорость ротора в оборотах в минуту. Блок вычисляет это значение, отслеживая изменения состояния Холла.

Порт возвращает ноль, если SpdVal вход равен нулю.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Block output значение Speed или Speed and position.

Типы данных: single | double | fixed point

`HallChngRst` - Сбрасывает флаг изменения состояния Холла на ноль
скаляр

Порт выдает нулевое значение (устанавливает флаг изменения состояния Холла равным нулю), указывающее, что блок успешно выполнил вычисления скорости и положения для последнего изменения состояния Холла.

Типы данных: single | double | fixed point

Параметры

развернуть все

Общая информация

`Block output` - Выбор портов вывода
`Speed and position` (по умолчанию) | `Speed` | `Position`

Выберите доступные порты вывода блоков в качестве одного из следующих значений:

Скорость и положение
Скорость
Положение

`Counter size` - Размер регистра внешнего счетчика
`32 bits` (по умолчанию) | `8 bits` | `16 bits`

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

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

Тактовая частота внешнего счетчика.

`Discrete step size (s)` - Время выборки, после которого блок снова выполняется
`50e-6` (по умолчанию) | скаляр

Время между двумя последовательными экземплярами выполнения блока.

`Number of pole pairs` - Количество пар полюсов, имеющихся в двигателе
`8` (по умолчанию) | скаляр

Количество пар полюсов, доступных в двигателе.

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

Блок не рассчитывает положение для скорости ниже этого значения.

`Speed measurement interval` - Интервал, за который блок измеряет скорость
`Every 180 Degrees` (по умолчанию) | `Every 60 Degrees`

Угловое смещение ротора, представляющее интервал, на котором SpdCnt вычислено значение порта.

`Speed unit` - Блок выдачи угловой скорости ротора
`Radians/sec` (по умолчанию) | `Degrees/sec` | `RPM` | `Per unit`

Единица измерения угловой скорости или механической скорости (⍵_m) вывод.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Speed или Speed and position.

`Speed datatype` - Тип данных выхода угловой скорости ротора
`single` (по умолчанию) | `double` | `fixdt(1,16,0)` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `<data type expression>`

Тип данных выхода угловой скорости ротора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Speed или Speed and position.

Положение

`Expected hall sequence in positive direction` - Последовательность, указывающая положительное направление
`ABC` (по умолчанию) | `CBA` | `Custom sequence`

Последовательность датчиков Холла, представляющая положительное направление вращения ротора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Position или Speed and position.

`Sequence` - Пользовательская последовательность, указывающая положительное направление
`[5,4,6,2,3,1]` (по умолчанию) | скаляр

Пользовательская последовательность, которую можно ввести для представления вращения ротора в положительном направлении.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выполните следующие действия.

Установите для вывода блока значение Position или Speed and position.
Установить ожидаемую последовательность зала в положительном направлении на Custom sequence.

`Order of extrapolation of position` - Указывает точность при вычислении положения
`1st Order` (по умолчанию) | `2nd Order`

1st Order опция менее точна в вычислительном положении, но быстрая. 2nd Order параметр является более точным, но требует большего времени вычислений. Эти уравнения описывают опции:

$_{start1st Order (Порядок 1-го порядка)} =_{}$

$_{start2nd Order} =_{} startsector + \frac{}{} startt^{+}$ 12αt2

где:

$_{start1st Order}$ = Позиция, вычисленная с помощью экстраполяции 1-го порядка.

$_{start2nd Order}$ = Позиция, вычисленная с помощью экстраполяции 2-го порядка.

$_{startsector}$ = Угол сектора, определяемый выходом датчика Холла.

$λ$ = Угловая скорость ротора.

$α$ = Угловое ускорение ротора.

$t$ = время, проведенное в секторе.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Position или Speed and position.

`Position unit` - Блок выдачи угловой скорости
`Radians` (по умолчанию) | `Degrees` | `Per unit`

Блок выдачи угловой скорости.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Position или Speed and position.

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

Тип данных выхода угловой скорости.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Position или Speed and position.

Примеры модели

Калибровка смещения Холла для двигателя PMSM

Вычисляет смещение между прямой осью ротора (d-axis) и положение, определяемое датчиком Холла. Алгоритм управления, ориентированный на поле (FOC), нуждается в этом смещении положения для правильной работы синхронного двигателя постоянного магнита (PMSM). Для вычисления смещения целевая модель запускает двигатель в режиме разомкнутого контура. Модель использует постоянное ${V_d}$ (напряжение вдоль статора d-axis) и нуль ${V_q}$ (напряжение вдоль статора q-axis) для запуска двигателя (с низкой постоянной скоростью) с помощью генератора положения или клина. Когда значение положения или клина достигает нуля, соответствующее положение ротора является значением смещения для датчиков Холла.

Field-Oriented Control of PMSM Using Hall Sensor

Полевое управление PMSM с помощью датчика Холла

Реализует метод полевого управления (ВОК) для управления скоростью трехфазного синхронного двигателя с постоянными магнитами (ПМСМ). Алгоритм ВОК требует обратной связи по положению ротора, которая получается датчиком Холла. Дополнительные сведения о ВОК см. в разделе Полевое управление (ВОК).

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

См. также

Дискретный контроллер PI с защитой от обмотки и сбросом | Срок действия Холла | Механическое в электрическое положение

Темы

Представлен в R2020a

Документация

Скорость и положение зала

Описание

Порты

Вход

HallVal - Текущее выходное состояние датчика Холла скаляр

Cnt - Значение внешнего счетчика скаляр

SpdCnt - Число при изменении состояния Холла скаляр

Dir - Направление вращения ротора при текущем состоянии Холла скаляр

SpdVal - Достоверность текущего и предыдущего состояний зала и расчет скорости скаляр

HallChng - Значение флага изменения состояния Холла скаляр

Продукция

θe - Электрическое положение ротора скаляр

Зависимости

⍵m - Механическая частота вращения ротора скаляр

Зависимости

HallChngRst - Сбрасывает флаг изменения состояния Холла на ноль скаляр

Параметры

Общая информация

Block output - Выбор портов вывода Speed and position (по умолчанию) | Speed | Position

Counter size - Размер регистра внешнего счетчика 32 bits (по умолчанию) | 8 bits | 16 bits

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

Discrete step size (s) - Время выборки, после которого блок снова выполняется 50e-6 (по умолчанию) | скаляр

Number of pole pairs - Количество пар полюсов, имеющихся в двигателе 8 (по умолчанию) | скаляр

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

Speed measurement interval - Интервал, за который блок измеряет скорость Every 180 Degrees (по умолчанию) | Every 60 Degrees

Speed unit - Блок выдачи угловой скорости ротора Radians/sec (по умолчанию) | Degrees/sec | RPM | Per unit

Зависимости

Speed datatype - Тип данных выхода угловой скорости ротора single (по умолчанию) | double | fixdt(1,16,0) | fixdt(1,16,2^0,0) | <data type expression>

Зависимости

Положение

Expected hall sequence in positive direction - Последовательность, указывающая положительное направление ABC (по умолчанию) | CBA | Custom sequence

Зависимости

Sequence - Пользовательская последовательность, указывающая положительное направление [5,4,6,2,3,1] (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Order of extrapolation of position - Указывает точность при вычислении положения 1st Order (по умолчанию) | 2nd Order

Зависимости

Position unit - Блок выдачи угловой скорости Radians (по умолчанию) | Degrees | Per unit

Зависимости

Position datatype - Тип данных выхода угловой скорости single (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

Полевое управление PMSM с помощью датчика Холла

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Преобразование с фиксированной точкой Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

См. также

Темы

Документация по блокам управления двигателем

Поддержка

`HallVal` - Текущее выходное состояние датчика Холла
скаляр

`Cnt` - Значение внешнего счетчика
скаляр

`SpdCnt` - Число при изменении состояния Холла
скаляр

`Dir` - Направление вращения ротора при текущем состоянии Холла
скаляр

`SpdVal` - Достоверность текущего и предыдущего состояний зала и расчет скорости
скаляр

`HallChng` - Значение флага изменения состояния Холла
скаляр

`θ_e` - Электрическое положение ротора
скаляр

`⍵_m` - Механическая частота вращения ротора
скаляр

`HallChngRst` - Сбрасывает флаг изменения состояния Холла на ноль
скаляр

`Block output` - Выбор портов вывода
`Speed and position` (по умолчанию) | `Speed` | `Position`

`Counter size` - Размер регистра внешнего счетчика
`32 bits` (по умолчанию) | `8 bits` | `16 bits`

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

`Discrete step size (s)` - Время выборки, после которого блок снова выполняется
`50e-6` (по умолчанию) | скаляр

`Number of pole pairs` - Количество пар полюсов, имеющихся в двигателе
`8` (по умолчанию) | скаляр

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

`Speed measurement interval` - Интервал, за который блок измеряет скорость
`Every 180 Degrees` (по умолчанию) | `Every 60 Degrees`

`Speed unit` - Блок выдачи угловой скорости ротора
`Radians/sec` (по умолчанию) | `Degrees/sec` | `RPM` | `Per unit`

`Speed datatype` - Тип данных выхода угловой скорости ротора
`single` (по умолчанию) | `double` | `fixdt(1,16,0)` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `<data type expression>`

`Expected hall sequence in positive direction` - Последовательность, указывающая положительное направление
`ABC` (по умолчанию) | `CBA` | `Custom sequence`

`Sequence` - Пользовательская последовательность, указывающая положительное направление
`[5,4,6,2,3,1]` (по умолчанию) | скаляр

`Order of extrapolation of position` - Указывает точность при вычислении положения
`1st Order` (по умолчанию) | `2nd Order`

`Position unit` - Блок выдачи угловой скорости
`Radians` (по умолчанию) | `Degrees` | `Per unit`

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

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.