Документация

Контроллер тока BLDC с генерацией PWM

Дискретный бесщеточный ПИ-контроллер тока двигателя постоянного тока с формированием широтно-импульсной модуляции

развернуть все на странице

Библиотека:
Simscape / Электрический / Контроль / Контроль BLDC

Описание

Контроллер тока BLDC с блоком генерации ШИМ генерирует сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и управляет током в бесщеточном двигателе постоянного тока. Контроллер использует этот алгоритм.

Уравнения

Контроллер тока BLDC с генерацией PWM создает рабочий цикл блока BLDC, реализуя пропорционально-интегральное (PI) управление током, используя это уравнение

$D =_{(} {Кп}_{} \frac{+_{}}{} КиЦз_{- 1)} (_{}$ Is_ref−Is)

где:

D - рабочий цикл.
_Kp - пропорциональный коэффициент усиления.
_Ki - интегральное усиление.
_Ts - период времени.
_{Is_ref} - опорный ток.
_{Является} измеренным током.
_Gzc - полином подавления нуля.

Функция передачи с замкнутым контуром для алгоритма управления PI дает нуль, который может быть отменен с помощью блока компенсации нуля в тракте прямой связи. Передаточная функция компенсации нуля в дискретное время:

$_{GZC} (z) \frac{\frac{_{=}_{}}{_{}}}{\frac{{TsKiKpz}_{} + \frac{_{(}}{_{Ts}}}{\frac{_{-}}{_{}}}}$ KpKiKpKi).

Блок получает сигналы управления для трех фаз путем умножения рабочего цикла на сигналы коммутации. Полученные три управляющих сигнала нормализуются в интервале [-1, 1].

ШИМ-генератор выдает 1, когда значение управляющего сигнала больше значения счетчика несущей. В противном случае генератор ШИМ выдает 0.

Порты

Вход

развернуть все

`IsRef` - Опорный ток
скаляр

Опорный ток для управления.

Типы данных: single | double

`Is` - Измеренный ток
скаляр

Фактический ток.

Типы данных: single | double

`Reset` - Внешний сброс
скаляр

Внешний сигнал сброса (передний фронт) для интегратора.

Типы данных: single | double

`Hall` - датчик Холла
вектор

Данные датчика Холла.

Типы данных: single | double

`Direction` - Направление движения двигателя
скаляр

Направление вращения двигателя.

Типы данных: single | double

Продукция

развернуть все

`G` - Импульсы затвора
вектор

Импульсные сигналы, определяющие поведение переключения в присоединенном блоке.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Параметры управления

`Proportional gain` - Пропорциональный коэффициент усиления регулятора, _Кп
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Пропорциональный коэффициент усиления, _Kp, контроллера.

`Integral gain` - Интегральное усиление, _Ki
`5` (по умолчанию) | положительный скаляр

Интегральный коэффициент усиления, _Ki, контроллера.

`Anti-windup gain` - Коэффициент усиления защиты от навивки, _Kaw
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Коэффициент усиления защиты от навивки, _Kaw, контроллера.

`Sample time (-1 for inherited)` - Время блочной выборки
`-1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Время (в секундах) между последовательными выполнением блоков. Во время выполнения блок выдает выходные данные и, при необходимости, обновляет свое внутреннее состояние. Дополнительные сведения см. в разделе Что такое время образца? и Укажите время образца.

Если этот блок находится внутри запускаемой подсистемы, наследуйте время выборки, установив для этого параметра значение -1. Если этот блок находится в модели непрерывного шага переменной, укажите время выборки явно, используя положительный скаляр.

Зависимости

Если для параметра «Время выборки» (-1 для унаследованного) задано значение -1 и выберите опцию Enable zero cancellation, параметр Discetization sample time становится видимым.

`Discretization sample time` - Время выборки для дискретизации
`0.001` (по умолчанию) | положительный скаляр

Время, в с, между последовательными дискретизациями. Для отмены нуля требуется дискретизация.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выполнении обоих условий:

Время выборки установлено в -1.
Включена отмена нуля.

`Enable zero cancellation` - Обратная отмена нуля
off (по умолчанию) | on

Опция для использования отмены нулевого значения на пути передачи.

Зависимости

Если выбран параметр «Включить отмену нуля» и задано значение «Sample time» (-1 для унаследованного). -1, параметр времени дискретизации выборки становится видимым.

Генератор ШИМ

`Carrier counter` - Модель счетчика несущей
`Up` (по умолчанию) | `Down` | `Up-Down`

Используйте стратегию счетчика операторов связи для изменения начального поведения выходного сигнала ШИМ:

Up counter - выход PWM начинается в начале включенного состояния.
Down counter - выход PWM начинается в начале состояния выключения.
Счетчик «вверх-вниз» - вывод PWM начинается в середине включенного состояния.

`Timer period (s)` - Период таймера PWM
`0.001` (по умолчанию) | положительный скаляр

Период таймера широтно-импульсной модуляции, _Tper, в секундах.

`Fundamental sample time (s)` - Время отбора проб для генерации ШИМ
`0.0001` (по умолчанию) | положительный скаляр

Время в секундах между последовательными исполнениями генератора ШИМ. Во время выполнения блок производит вывод ШИМ и, при необходимости, обновляет его внутреннее состояние. Дополнительные сведения см. в разделе Что такое время образца? и Укажите время образца.

Для обеспечения адекватного разрешения в генерируемом сигнале ШИМ установите время основной выборки таким образом, чтобы $_{}_{0<Ts_pwm≤10Tper}$ , где:

_{Ts_pwm} - время (и) основной выборки.
_Tper - период (ы) таймера.

Ссылки

[1] Стирбан, А., И. Болдея и Г. Д. Андрееску. «Управление двигателем BLDC-PM без датчика движения с автономным FEM-информационным управлением положением и скоростью наблюдателя». Транзакции IEEE для отраслевых приложений. 48, № 6 (2012): 1950-1958.

Расширенные возможности

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

.

См. также

Блоки

Логика коммутации BLDC | Контроллер тока BLDC

Блоки Simscape

BLDC

Представлен в R2018a

Документация Simscape Electrical

Поддержка