Векторное управление PMSM с использованием квадратурного энкодера

Этот пример реализует метод векторного управления (FOC), чтобы контролировать скорость трехфазного синхронного двигателя с постоянными магнитами (PMSM). Алгоритм FOC требует обратной связи положения ротора, которая получается с помощью квадратурного датчика энкодера. Для получения дополнительной информации о ВОК смотрите Векторное управление (ВОК).

Этот пример использует датчик квадратурного энкодера, чтобы измерить положение ротора. Квадратурный датчик энкодера состоит из диска с двумя дорожками или каналами, которые закодированы на 90 электрических степенях вне фазы. Это создает два импульса (A и B), которые имеют различие фаз 90 степеней и импульс индекса (I). Поэтому контроллер использует фазовую зависимость между каналами A и B и переход состояний канала, чтобы определить направление вращения двигателя.

Модели

Пример включает в себя следующие модели:

Можно использовать эти модели как для симуляции, так и для генерации кода. Можно также использовать команду open_system, чтобы открыть модели Simulink ®. Для примера используйте эту команду для F28069M контроллера.

open_system('mcb_pmsm_foc_qep_f28069m.slx');

Для имен модели, которые можно использовать для различных аппаратных строений, смотрите тему «Необходимое оборудование» в разделах «Генерация кода» и «Развертывание модели на целевом компьютере».

Необходимые продукты MathWorks ®

Чтобы симулировать модель:

1. Для моделей: mcb_pmsm_foc_qep_f28069m и mcb_pmsm_foc_qep_f28069LaunchPad

  • Motor Control Blockset™

  • Fixed-Point Designer™

2. Для модели mcb_pmsm_foc_qep_f28379d

  • Motor Control Blockset™

Чтобы сгенерировать код и развернуть модель:

1. Для моделей: mcb_pmsm_foc_qep_f28069m и mcb_pmsm_foc_qep_f28069LaunchPad

  • Motor Control Blockset™

  • Embedded Coder ®

  • Пакет поддержки Embedded Coder ® для процессоров Instruments™ C2000™ в Техасе

  • Fixed-Point Designer™

2. Для модели mcb_pmsm_foc_qep_f28379d

  • Motor Control Blockset™

  • Embedded Coder ®

  • Пакет поддержки Embedded Coder ® для процессоров Instruments™ C2000™ в Техасе

  • Fixed-Point Designer™ (требуется только для оптимизированной генерации кода)

Необходимые условия

1. Получите параметры двигателя. Мы предоставляем параметры двигателя по умолчанию с моделью Simulink ®, которую вы можете заменить значениями либо из таблицы данных двигателей, либо из других источников.

Однако, если у вас есть оборудование управления двигателем, можно оценить параметры для двигателя, который вы хотите использовать, с помощью инструмента оценки параметра Motor Control Blockset. Для получения инструкций смотрите Оценку параметров двигателя с помощью Parameter Estimation Tool Motor Control Blockset.

Инструмент оценки параметра обновляет переменную motorParam (в рабочей области MATLAB ®) с помощью предполагаемых параметров двигателя.

2. Если вы получаете параметры двигателя из таблицы данных или других источников, обновляйте параметры двигателя и параметры инвертора в скрипте инициализации модели, сопоставленном с моделями Simulink ®. Для получения инструкций смотрите Оценку коэффициентов усиления из параметров двигателя.

Если вы используете инструмент оценки параметра, можно обновить параметры инвертора, но не обновляйте параметры двигателя в скрипте инициализации модели. Скрипт автоматически извлекает параметры двигателя из обновленной переменной рабочей области motorParam.

Моделируйте модель

Этот пример поддерживает симуляцию. Выполните следующие шаги, чтобы симулировать модель.

1. Откройте модель, включенную в этот пример.

2. Щелкните Запуском на вкладке Симуляции, чтобы симулировать модель.

3. Щелкните Data Inspector на вкладке Simulation, чтобы просмотреть и проанализировать результаты симуляции.

Сгенерируйте код и развертывайте модель на целевом компьютере

В этом разделе приведены инструкции для генерации кода и запуска алгоритма FOC на целевом компьютере.

Этот пример использует хост и целевую модель. Модель хоста является пользовательским интерфейсом к аппаратной плате контроллера. Можно запустить главную модель на хост-компьютер. Необходимым условием для использования модели хоста является развертывание целевой модели на аппаратной плате контроллера. Модель хоста использует последовательную связь, чтобы командовать целевой моделью Simulink ® и запустить двигатель в системе управления с обратной связью.

Необходимое оборудование

Этот пример поддерживает эти аппаратные строения. Можно также использовать имя целевой модели, чтобы открыть модель для соответствующего аппаратного строения, из командной строки MATLAB ®.

Для подключений, связанных с предыдущим аппаратным строением, смотрите F28069 строения управления.

  • LAUNCHXL-F28379D контроллер + (BOOSTXL-DRV8305 или BOOSTXL-3PHGANINV) инвертор: mcb_pmsm_foc_qep_f28379d

ПРИМЕЧАНИЕ: При использовании BOOSTXL-3PHGANINV инвертора убедитесь, что между нижним слоем BOOSTXL-3PHGANINV и платой LAUNCHXL имеется надлежащая изоляция.

Для подключений, связанных с предыдущими аппаратными строениями, смотрите LAUNCHXL-F28069M и LAUNCHXL-F28379D Строений.

Сгенерируйте код и запустите модель на целевом компьютере

1. Симулируйте целевую модель и наблюдайте результаты симуляции.

2. Завершите аппаратные подключения.

3. Модель автоматически вычисляет значения смещения АЦП (или тока). Чтобы отключить эту функциональность (включенную по умолчанию), обновите значение 0 на инвертор переменной. ADCOffsetCalibEnable в скрипте инициализации модели.

Также можно вычислить значения смещения АЦП и обновить его вручную в скриптах инициализации модели. Для получения инструкций смотрите Запуск 3-Phase электродвигателей переменного тока в разомкнутом контуре управления и Калибровка смещения АЦП.

4. Вычислите значение смещения квадратурного энкодера и обновите его в скриптах инициализации модели, сопоставленных с целевой моделью. Для получения инструкций смотрите Калибровку смещения квадратурного энкодера для двигателя PMSM.

5. Откройте целевую модель для оборудования строения, которую вы хотите использовать. Если вы хотите изменить настройки аппаратного строения по умолчанию для модели, см. Раздел «Параметры конфигурации модели».

6. Загрузите пример программы в CPU2 LAUNCHXL-F28379D, например, программу, которая управляет CPU2 синим светодиодом при помощи GPIO31 (c28379D_cpu2_blink.slx), чтобы убедиться, что CPU2 не ошибочно сконфигурирована, чтобы использовать периферийные устройства платы, предназначенные для CPU1.

7. Щелкните Сборка, Развертывание и запуск на вкладке Оборудование, чтобы развернуть целевую модель на оборудовании.

8. Щелкните гиперссылку модели хоста в целевой модели, чтобы открыть связанную модель хоста. Можно также использовать команду open_system, чтобы открыть модель хоста. Для примера используйте эту команду для F28069M контроллера.

open_system('mcb_host_model_f28069m.slx');

Для получения дополнительной информации о последовательной связи между хостом и целевыми моделями, смотрите Host-Target Communication.

9. В маске блока Host Serial Setup модели хоста выберите имя.

10. Обновите значение Задающая скорость в модели хоста.

11. Щелкните Запуском на вкладке Симуляции, чтобы запустить модель хоста.

12. Смените положение переключателя Start/Stop Motor на On, чтобы начать вращать двигатель.

13. Наблюдайте сигналы отладки от подсистемы RX в Time Scope модели хоста.

Примечание. Если вы используете контроллер на основе F28379D, можно также выбрать сигналы отладки, которые вы хотите контролировать.

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте