Hall Speed and Position

Вычислите скорость и оцените положение ротора с помощью датчиков Холла

Библиотека:
Блоки управления двигателем/декодеры датчиков

Описание

Блок Hall Speed and Position вычисляет механическую скорость ротора, отслеживая изменения в состоянии Холла. Блок также оценивает электрическое положение ротора с помощью входных входов направления, состояния Холла и внешнего значения счетчика.

Блок выполняется периодически через фиксированный временной интервал, который задает алгоритм регулятора.

Порты

Вход

расширить все

`HallVal` - Выходное состояние датчика Холла тока
скаляр

Состояние Холла в настоящее время. Например, это возможные допустимые 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, которое используется блоком для определения времени, прошедшего между изменением состояния Холла и выполнением блока.

Типы данных: single | double | fixed point

`SpdCnt` - Подсчет при изменении состояния Холла
скаляр

Это значение указывает, что синхроимпульсы (время) прошли между двумя последовательными изменениями в состоянии Холла.

Типы данных: single | double | fixed point

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

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

Типы данных: single | double | fixed point

`SpdVal` - Валидность текущих и предыдущих состояний Холла и вычисление скорости
скаляр

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

Значение, которое указывает, что и текущее, и предыдущее состояния Холла действительны 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, которое указывает, что состояние Холла изменилось, но что выполнение блока отложено. Значение нуля указывает, что блок завершил выполнение последнего изменения состояния Холла.

Типы данных: single | double | fixed point

Выход

расширить все

`_θe` - Электрическое положение ротора
скаляр

Расчетное электрическое положение ротора на основе параметра Expected hall sequence in positive direction и Direction, HallVal, и CounterValue входы.

Зависимости

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

Типы данных: single | double | fixed point

`_⍵m` - Механическая скорость ротора
скаляр

Механическая скорость ротора в оборотах в минуту. Блок вычисляет это значение путем отслеживания изменений состояния Холла.

Порт возвращает нуль, если SpdVal вход равен нулю.

Зависимости

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

Типы данных: single | double | fixed point

`HallChngRst` - Сбрасывает флаг изменения состояния Холла в нуль
скаляр

Порт выводит значение нуля (устанавливает флаг изменения состояния Холла равным нулю), указывающее, что блок успешно выполнил расчеты скорости и положения для последнего изменения состояния Холла.

Типы данных: single | double | fixed point

Параметры

расширить все

Общая информация

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

Выберите доступные выходные порты блоков как одно 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 $2^{n} -1$ , где $n$ = размер счетчика.

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

Тактовая частота внешнего счетчика.

`Discrete step size (s)` - Шаг расчета, по истечении которого блок снова выполняется
`50e-6` (по умолчанию) | скаляром

Время между двумя последовательными образцами выполнения блока.

`Number of pole pairs` - Количество пар шестов, доступных в двигателе
`8` (по умолчанию) | скаляром

Количество пар шестов, доступных в двигателе.

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

Блок не вычисляет положение для скорости ниже этого значения.

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

Угловое перемещение ротора, которое представляет интервал, с которого SpdCnt вычислено значение порта.

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

Модуль скорости вращения или механической скорости (_⍵m) выход.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на Speed или Speed and position.

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

Тип данных выходного сигнала угловой скорости ротора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на Speed или Speed and position.

Положение

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

Последовательность датчика Холла, которая представляет положительное направление вращения ротора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на Position или Speed and position.

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

Пользовательская последовательность, которую можно ввести, чтобы представлять вращение ротора в положительном направлении.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр:

Установите Block output значение Position или Speed and position.
Установите Expected hall sequence in positive direction значение Custom sequence.

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

The 1st Order опция менее точна в вычислительном положении, но быстро. The 2nd Order опция более точна, но нуждается в большем времени расчета. Эти уравнения описывают опции:

$θ_{1 s t O r d e r} = θ_{s e c t o r} + ω t$

$θ_{2 n d O r d e r} = θ_{s e c t o r} + ω t + \frac{1}{2} α t^{2}$

где:

$θ_{1 s t O r d e r}$ = Положение вычисляется с помощью экстраполяции 1-го порядка.

$θ_{2 n d O r d e r}$ = Положение вычисляется с помощью экстраполяции 2-го порядка.

$θ_{s e c t o r}$ = Угол сектора, заданный выходным сигналом датчика Холла.

$ω$ = Скорость вращения ротора.

$α$ = Угловое ускорение ротора.

$t$ = Время пребывания в секторе.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на Position или Speed and position.

`Position unit` - Модуль выходного сигнала угловой скорости
`Radians` (по умолчанию) | `Degrees` | `Per unit`

Модуль измерения выходной угловой скорости.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на Position или Speed and position.

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

Тип данных выходного сигнала угловой скорости.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Block output на Position или Speed and position.

Примеры моделей

Калибровка смещения Холла для двигателя PMSM

Вычисляет смещение между прямой осью ротора (d- ось) и положение, обнаруженное датчиком Холла. Алгоритму управления (FOC), ориентированному на поле, нужно это смещение положения, чтобы запустить синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) правильно. Чтобы вычислить смещение, целевая модель запускает двигатель в условии разомкнутого контура. В модели используется константа ${V_d}$ (напряжение вдоль статора d-ось) и нуль ${V_q}$ (напряжение вдоль q статора- ось), чтобы запустить двигатель (с низкой постоянной скоростью) с помощью генератора положения или наклона. Когда положение или значение наклона достигает нуля, соответствующее положение ротора является значением смещения для датчиков Холла.

Field-Oriented Control of PMSM Using Hall Sensor

Векторное управление PMSM с помощью датчика Холла

Реализует метод векторного управления (FOC), чтобы контролировать скорость трехфазного синхронного двигателя с постоянными магнитами (PMSM). Алгоритм FOC требует обратной связи положения ротора, которая получается датчиком Холла. Для получения дополнительной информации о ВОК смотрите Векторное управление (ВОК).

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

Преобразование с фиксированной точкой
Разрабатывайте и моделируйте системы с фиксированной точкой с помощью Fixed-Point Designer™.

См. также

Discrete PI Controller with anti-windup and reset | Hall Validity | Mechanical to Electrical Position

Темы

Введенный в R2020a

Документация

Hall Speed and Position

Описание

Порты

Вход

HallVal - Выходное состояние датчика Холла тока скаляр

Cnt - Значение внешнего счетчика скаляр

SpdCnt - Подсчет при изменении состояния Холла скаляр

Dir - Направление вращения ротора в текущем состоянии Холла скаляр

SpdVal - Валидность текущих и предыдущих состояний Холла и вычисление скорости скаляр

HallChng - Значение флага изменения состояния Холла скаляр

Выход

θe - Электрическое положение ротора скаляр

Зависимости

⍵m - Механическая скорость ротора скаляр

Зависимости

HallChngRst - Сбрасывает флаг изменения состояния Холла в нуль скаляр

Параметры

Общая информация

Block output - Выбор выходных портов 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) | скаляром

Discrete step size (s) - Шаг расчета, по истечении которого блок снова выполняется 50e-6 (по умолчанию) | скаляром

Number of pole pairs - Количество пар шестов, доступных в двигателе 8 (по умолчанию) | скаляром

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

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

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

Зависимости

Speed datatype - Тип данных выходного сигнала 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) | скаляром

Зависимости

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

Зависимости

Position unit - Модуль выходного сигнала угловой скорости Radians (по умолчанию) | Degrees | Per unit

Зависимости

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

Зависимости

Примеры моделей

Калибровка смещения Холла для двигателя PMSM

Векторное управление PMSM с помощью датчика Холла

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

Преобразование с фиксированной точкой Разрабатывайте и моделируйте системы с фиксированной точкой с помощью Fixed-Point Designer™.

См. также

Темы

Документация по Motor Control Blockset

Поддержка

`HallVal` - Выходное состояние датчика Холла тока
скаляр

`Cnt` - Значение внешнего счетчика
скаляр

`SpdCnt` - Подсчет при изменении состояния Холла
скаляр

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

`SpdVal` - Валидность текущих и предыдущих состояний Холла и вычисление скорости
скаляр

`HallChng` - Значение флага изменения состояния Холла
скаляр

`_θe` - Электрическое положение ротора
скаляр

`_⍵m` - Механическая скорость ротора
скаляр

`HallChngRst` - Сбрасывает флаг изменения состояния Холла в нуль
скаляр

`Block output` - Выбор выходных портов
`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) | скаляром

`Discrete step size (s)` - Шаг расчета, по истечении которого блок снова выполняется
`50e-6` (по умолчанию) | скаляром

`Number of pole pairs` - Количество пар шестов, доступных в двигателе
`8` (по умолчанию) | скаляром

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

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

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

`Speed datatype` - Тип данных выходного сигнала 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) | скаляром

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

`Position unit` - Модуль выходного сигнала угловой скорости
`Radians` (по умолчанию) | `Degrees` | `Per unit`

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

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

Преобразование с фиксированной точкой
Разрабатывайте и моделируйте системы с фиксированной точкой с помощью Fixed-Point Designer™.