Серводвигатель радиоуправления с отслеживанием углового положения на основе ШИМ и моделированием неисправностей
Simscape/Электрические/Электромеханические/Щеточные двигатели
Блок RC Servo представляет собой небольшой двигатель постоянного тока с коробкой передач и схемой управления, обычно используемый в квадрокоптерах, радиоуправляемых плоскостях и вертолетах, и других мехатронных устройствах. RC сервоприводы обеспечивают управление угловым положением выходного вала в ограниченном диапазоне углов. Требуемая величина угла задается шириной импульса сигнала ШИМ, подаваемого на порт s.
Блок RC Servo моделирует следующие эффекты:
Поведение крутящего момента и частоты вращения на основе уравнений двигателя постоянного тока
Отслеживание положения на основе длительности импульса входного сигнала ШИМ
Коэффициент внутреннего редуктора, включая связанные с ним потери на трение
Механические концевые упоры, чтобы предотвратить выход выходного вала из диапазона под нагрузкой
Погрешность измерения положения
Моделирование неисправностей
Уравнения двигателя аналогичны уравнениям, используемым блоком двигателя постоянного тока, за исключением того, что индуктивность не моделируется. Блок RC Servo определяет параметры уравнения, используя крутящий момент остановки и скорости холостого хода, и делает поправку для учета крутящего момента заднего хода.
Блок RC Servo позволяет моделировать несколько типов отказов:
Отказ - электрический момент отсутствует.
Отказать вперед (Fail forward) - вращается в положительном направлении, чтобы ударить по верхнему концевому упору.
Отказ реверса (Fail reverse) - поворот в отрицательном направлении для удара о нижний концевой упор.
Неисправная обмотка - крутящий момент применяется только в том случае, если ротор двигателя подключен к одной из двух оставшихся работоспособных обмоток.
Блок может инициировать события отказа:
В определенное время
При превышении текущего предела более чем на определенный интервал времени
Эти триггерные механизмы можно включать или отключать отдельно или использовать вместе, если при моделировании требуется несколько триггерных механизмов. Если активизировано несколько механизмов, приоритет имеет первый механизм, инициирующий отказ. Другими словами, компонент выходит из строя не более одного раза при моделировании.
Можно выбрать, выдавать ли утверждение при возникновении сбоя, используя параметр Reporting when a fault. Утверждение может иметь форму предупреждения или ошибки. По умолчанию блок не выдает утверждение.
Раздел «Переменные» интерфейса блока используется для установки приоритетов и начальных целевых значений для переменных блока перед моделированием. Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.
Этот блок не имеет дополнительного теплового порта.
При моделировании модели с помощью решателя с фиксированным шагом, например, с помощью локального решателя, размер шага должен быть достаточно малым, чтобы получить требуемое разрешение длительности входного импульса. MathWorks рекомендует использовать этот блок с решателями переменных шагов для быстрого моделирования рабочего стола.