Mapped Motor

Картографический двигатель и электроника привода, работающая в режиме управления крутящим моментом

  • Библиотека:
  • Блоксет силовых агрегатов/Двигатели/Электродвигатели и инверторы

    Динамика автомобиля Blockset/Powertrain/Propulsion

  • Mapped Motor block

Описание

Блок Mapped Motor реализует отображенный двигатель и приводную электронику, работающую в режиме управления крутящим моментом. Выходной крутящий момент отслеживает ссылку крутящего момента и включает в себя постоянную времени отклика двигателя и отклика привода. Используйте блок для быстрых симуляций уровня системы, когда вы не знаете подробных параметров двигателя, например, для исследований мощности двигателя и компромисса крутящего момента. Блок принимает, что колебания скорости из-за механической нагрузки не влияют на отслеживание крутящего момента двигателя.

Можно задать:

  • Строение порта - Входной крутящий момент или скорость.

  • Электрический крутящий момент области значений - огибающая скорости крутящего момента или максимальная мощность и крутящий момент мотора.

  • Электрические потери - Одна рабочая точка, измеренная эффективность или измеренные потери. Если у вас есть основанные на модели Toolbox™ калибровки, можно виртуально калибровать измеренные таблицы потерь.

Электрический крутящий момент

Чтобы задать область значений крутящего момента и скорости, которые позволяет блок, на вкладке Electrical Torque, для Parametrized by, выберите одну из этих опций.

НастройкаРеализация блока
Tabulated torque-speed envelope

Область значений, заданный как набор точек данных скорости и соответствующих значений максимального крутящего момента.

Maximum torque and power

Область значений, заданный с максимальным крутящим моментом и максимальной степенью.

Для любого метода блок реализует огибающую, подобную этому.

Электрические потери

Чтобы задать электрические потери, на вкладке Electrical Losses, для Parameterize losses by, выберите одну из следующих опций.

НастройкаРеализация блока
Single efficiency measurement

Сумма этих членов, измеренная в одной точке измерения:

  • Фиксированные потери независимо от крутящего момента и скорости, P 0. Используйте P 0 для расчета фиксированных потерь конвертера.

  • Зависящие от крутящего момента электрические потери k τ2, где k является постоянной, а τ является крутящим моментом. Представляет омические потери в медных обмотках.

  • Зависящие от скорости электрические потери k w ω2, где k w - константа, а ω - скорость. Представляет потери в железе из-за токов Фуко.

Tabulated loss data

Интерполяционная таблица потерь, которая является функцией скоростей двигателя и крутящих моментов нагрузки.

Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, щелкните Calibrate Maps, чтобы виртуально калибровать интерполяционные таблицы 2D с помощью измеренных данных.

Tabulated loss data with temperature

Интерполяционная таблица потерь, которая является функцией скоростей двигателя, крутящих моментов нагрузки и рабочей температуры.

Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, щелкните Calibrate Maps, чтобы виртуально калибровать интерполяционные таблицы 3D с помощью измеренных данных.

Tabulated efficiency data

2D эффективность интерполяционную таблицу, которая является функцией скоростей и крутящих моментов нагрузки двигателя:

  • Преобразует значения эффективность, которые вы обеспечиваете, в потери и использует табличные потери для симуляции.

  • Игнорирует значения эффективность, которые вы обеспечиваете для нулевой скорости или нулевого крутящего момента. Потери приняты нулем, когда крутящий момент или скорость равны нулю.

  • Использует линейную интерполяцию для определения потерь. Предоставьте табличные данные для низких скоростей и низких крутящих моментов, по мере необходимости, чтобы получить требуемый уровень точности для более низких условий степени.

  • Не экстраполирует значения потерь для величин скорости и крутящего момента, которые превышают область значений таблицы.

Tabulated efficiency data with temperature

3D эффективность интерполяционную таблицу, которая является функцией скоростей, крутящих моментов нагрузки и рабочей температуры мотора:

  • Преобразует значения эффективность, которые вы обеспечиваете, в потери и использует табличные потери для симуляции.

  • Игнорирует значения эффективность, которые вы обеспечиваете для нулевой скорости или нулевого крутящего момента. Потери приняты нулем, когда крутящий момент или скорость равны нулю.

  • Использует линейную интерполяцию для определения потерь. Предоставьте табличные данные для низких скоростей и низких крутящих моментов, по мере необходимости, чтобы получить требуемый уровень точности для более низких условий степени.

  • Не экстраполирует значения потерь для скорости, крутящего момента или величин температуры, которые превышают область значений таблицы.

Для наилучшей практики используйте Tabulated loss data вместо Tabulated efficiency data:

  • Эффективность становится плохо заданным для нулевой скорости или нулевого крутящего момента.

  • Вы можете принять во внимание фиксированные потери, которые все еще присутствуют для нулевой скорости или крутящего момента.

Примечание

Из-за потерь системы двигатель может потреблять ток, когда крутящий момент двигателя равен нулю.

Виртуальная калибровка

Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, можно виртуально калибровать интерполяционные таблицы измеренных потерь.

  1. На вкладке Electrical Losses установите Parameterize losses by значение:

    • Tabulated loss data

    • Tabulated loss data with temperature

  2. Нажмите Calibrate Maps.

Диалоговое окно проходит через эти задачи.

Задача

Описание

Импорт данных о потерях

Импортируйте эти данные о потерях из файла. Для примера откройте <matlabroot>/ toolbox/autoblks/autoblksshared/mbctemplates/MappedMotorDataset.xlsx.

Для получения дополнительной информации смотрите Использование данного (Model-Based Calibration Toolbox).

Parameterize losses by

Необходимые данные

Tabulated loss data
  • Скорость двигателя, рад/с

  • Крутящий момент двигателя, Н· м

  • Потери степени, Вт

Tabulated loss data with temperature
  • Скорость двигателя, рад/с

  • Крутящий момент двигателя, Н· м

  • Температура двигателя, К

  • Потери степени, Вт

Сбор данных о двигателе в установившихся рабочих условиях. Данные должны охватывать частоту вращения, крутящий момент и температурную область значений.

Чтобы фильтровать или редактировать данные, выберите Edit in Application. Откроется окно Model-Based Calibration Toolbox Data Editor.

Сгенерируйте модели отклика

Model-Based Calibration Toolbox использует планы тестирования, чтобы подгонять данные к гауссовским моделям процесса (GPM).

Чтобы оценить или настроить подгонку модели отклика, выберите Edit in Application. Откроется браузер модели на основе модели (Model-Based Calibration Toolbox Model Browser). Для получения дополнительной информации смотрите Оценку модели ( Model-Based Calibration Toolbox).

Сгенерируйте калибровку

Model-Based Calibration Toolbox калибрует модели отклика и генерирует калиброванные таблицы.

Чтобы оценить или настроить калибровку, выберите Edit in Application. Откроется браузер CAGE на основе модели (Model-Based Calibration Toolbox CAGE). Для получения дополнительной информации см. Раздел «Интерполяционные таблицы калибровки» (Model-Based Calibration Toolbox).

Обновление параметров блоков

Обновите эти параметры с помощью калибровки.

Parameterize losses by

Параметры

Tabulated loss data
  • Vector of speeds(w) for tabulated losses, w_eff_bp

  • Vector of torques (T) for tabulated losses, T_eff_bp

  • Corresponding losses, losses_table

Tabulated loss data with temperature
  • Vector of speeds(w) for tabulated losses, w_eff_bp

  • Vector of torques (T) for tabulated losses, T_eff_bp

  • Vector of temperatures for tabulated losses, Temp_eff_bp

  • Corresponding losses, losses_table_3d

Ток батареи

Блок вычисляет ток батареи, используя механическую степень, потери степени и напряжение батареи. Положительный ток указывает на разряд батареи. Отрицательный ток указывает на заряд батареи.

BattAmp=MechPwr+PwrLossBattVolt

В уравнении используются эти переменные.

BattVolt

Напряжение батареи

MechPwr

Механическая степень

PwrLoss

Потеря степени

BattCurr

Ток батареи

Учет степени

Для учета степени, блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины ОписаниеПеременнаяУравнения

PwrInfo

PwrTrnsfrd

  • Положительные сигналы указывают на поток степени в блок.

  • Отрицательные сигналы указывают на течение степени из блока.

PwrMtr

Механическая степень

Pmot

Pmot= ωmTe

PwrBus

Электрическая степень

Pbus

Pbus= Pmot+Ploss

PwrNotTrnsfrd

  • Отрицательные сигналы указывают на потерю степени.

PwrLoss

Степени мотора

Ploss

Pstored= ωmω˙mJ

PwrStored

  • Положительные сигналы указывают на усиление степени.

PwrStoredShft

Степень двигателя сохранена

Pstr

Ploss= (Pmot+Ploss Pstored)

В уравнениях используются эти переменные.

TeКрутящий момент на выходе валу мотора
ωСкорость вала мотора

J

Инерция двигателя

Порты

Вход

расширить все

Напряжение батареи, BattVolt, в В.

Командированный крутящий момент двигателя, Trqcmd, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот входной порт, для Port configuration выберите Torque.

Скорость вала мотора, Mtrspd, в рад/с.

Зависимости

Чтобы создать этот входной порт, для Port configuration выберите Speed.

Выход

расширить все

Сигнал шины содержит эти вычисления блоков.

Сигнал ОписаниеМодули

MechPwr

Механическая степень

рад

PwrLoss

Внутренние инвертор и потери степени мотора

Н· м

PwrInfo

PwrTrnsfrd

PwrMtr

Механическая степень

W
PwrBus

Электрическая степень

W

PwrNotTrnsfrd

PwrLoss

Степени мотора

W
PwrStoredPwrStoredShft

Степень двигателя сохранена

W

Потребляемый или потребляемый ток батареи, Ibatt, в А.

Крутящий момент выходного вала мотора, Mtrtrq, в Н· м.

Скорость вала мотора, Mtrspd, в рад/с.

Зависимости

Чтобы создать этот выходной порт, для Port configuration выберите Torque.

Параметры

расширить все

Опции блока

В этой таблице представлены строения портов.

Строение портаСоздает порты

Torque

Форпост- MtrSpd

Speed

Входные MtrSpd

Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, можно виртуально калибровать интерполяционные таблицы измеренных потерь.

  1. На вкладке Electrical Losses установите Parameterize losses by значение:

    • Tabulated loss data

    • Tabulated loss data with temperature

  2. Нажмите Calibrate Maps.

Диалоговое окно проходит через эти задачи.

Задача

Описание

Импорт данных о потерях

Импортируйте эти данные о потерях из файла. Для примера откройте <matlabroot>/ toolbox/autoblks/autoblksshared/mbctemplates/MappedMotorDataset.xlsx.

Для получения дополнительной информации смотрите Использование данного (Model-Based Calibration Toolbox).

Parameterize losses by

Необходимые данные

Tabulated loss data
  • Скорость двигателя, рад/с

  • Крутящий момент двигателя, Н· м

  • Потери степени, Вт

Tabulated loss data with temperature
  • Скорость двигателя, рад/с

  • Крутящий момент двигателя, Н· м

  • Температура двигателя, К

  • Потери степени, Вт

Сбор данных о двигателе в установившихся рабочих условиях. Данные должны охватывать частоту вращения, крутящий момент и температурную область значений.

Чтобы фильтровать или редактировать данные, выберите Edit in Application. Откроется окно Model-Based Calibration Toolbox Data Editor.

Сгенерируйте модели отклика

Model-Based Calibration Toolbox использует планы тестирования, чтобы подгонять данные к гауссовским моделям процесса (GPM).

Чтобы оценить или настроить подгонку модели отклика, выберите Edit in Application. Откроется браузер модели на основе модели (Model-Based Calibration Toolbox Model Browser). Для получения дополнительной информации смотрите Оценку модели ( Model-Based Calibration Toolbox).

Сгенерируйте калибровку

Model-Based Calibration Toolbox калибрует модели отклика и генерирует калиброванные таблицы.

Чтобы оценить или настроить калибровку, выберите Edit in Application. Откроется браузер CAGE на основе модели (Model-Based Calibration Toolbox CAGE). Для получения дополнительной информации см. Раздел «Интерполяционные таблицы калибровки» (Model-Based Calibration Toolbox).

Обновление параметров блоков

Обновите эти параметры с помощью калибровки.

Parameterize losses by

Параметры

Tabulated loss data
  • Vector of speeds(w) for tabulated losses, w_eff_bp

  • Vector of torques (T) for tabulated losses, T_eff_bp

  • Corresponding losses, losses_table

Tabulated loss data with temperature
  • Vector of speeds(w) for tabulated losses, w_eff_bp

  • Vector of torques (T) for tabulated losses, T_eff_bp

  • Vector of temperatures for tabulated losses, Temp_eff_bp

  • Corresponding losses, losses_table_3d

Электрический крутящий момент

НастройкаРеализация блока
Tabulated torque-speed envelope

Область значений, заданный как набор точек данных скорости и соответствующих значений максимального крутящего момента.

Maximum torque and power

Область значений, заданный с максимальным крутящим моментом и максимальной степенью.

Для любого метода блок реализует огибающую, подобную этому.

Скорости вращения для допустимой установившейся операции, в рад/с. Чтобы избежать плохой эффективности из-за бесконечного наклона в кривой крутящий момент-скорость, задайте вектор скоростей вращения, который не содержит повторяющихся последовательных значений.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterized by выберите Tabulated torque-speed envelope.

Максимальные значения крутящего момента для допустимого установившегося состояния, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterized by выберите Tabulated torque-speed envelope.

Максимальный допустимый крутящий момент двигателя, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterized by выберите Maximum torque and power.

Максимально допустимая степень двигателя, в W.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterized by выберите Maximum torque and power.

Постоянная времени, с которой драйвер двигателя отслеживает крутящий момент, в с.

Электрические потери

НастройкаРеализация блока
Single efficiency measurement

Сумма этих членов, измеренная в одной точке измерения:

  • Фиксированные потери независимо от крутящего момента и скорости, P 0. Используйте P 0 для расчета фиксированных потерь конвертера.

  • Зависящие от крутящего момента электрические потери k τ2, где k является постоянной, а τ является крутящим моментом. Представляет омические потери в медных обмотках.

  • Зависящие от скорости электрические потери k w ω2, где k w - константа, а ω - скорость. Представляет потери в железе из-за токов Фуко.

Tabulated loss data

Интерполяционная таблица потерь, которая является функцией скоростей двигателя и крутящих моментов нагрузки.

Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, щелкните Calibrate Maps, чтобы виртуально калибровать интерполяционные таблицы 2D с помощью измеренных данных.

Tabulated loss data with temperature

Интерполяционная таблица потерь, которая является функцией скоростей двигателя, крутящих моментов нагрузки и рабочей температуры.

Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, щелкните Calibrate Maps, чтобы виртуально калибровать интерполяционные таблицы 3D с помощью измеренных данных.

Tabulated efficiency data

2D эффективность интерполяционную таблицу, которая является функцией скоростей и крутящих моментов нагрузки двигателя:

  • Преобразует значения эффективность, которые вы обеспечиваете, в потери и использует табличные потери для симуляции.

  • Игнорирует значения эффективность, которые вы обеспечиваете для нулевой скорости или нулевого крутящего момента. Потери приняты нулем, когда крутящий момент или скорость равны нулю.

  • Использует линейную интерполяцию для определения потерь. Предоставьте табличные данные для низких скоростей и низких крутящих моментов, по мере необходимости, чтобы получить требуемый уровень точности для более низких условий степени.

  • Не экстраполирует значения потерь для величин скорости и крутящего момента, которые превышают область значений таблицы.

Tabulated efficiency data with temperature

3D эффективность интерполяционную таблицу, которая является функцией скоростей, крутящих моментов нагрузки и рабочей температуры мотора:

  • Преобразует значения эффективность, которые вы обеспечиваете, в потери и использует табличные потери для симуляции.

  • Игнорирует значения эффективность, которые вы обеспечиваете для нулевой скорости или нулевого крутящего момента. Потери приняты нулем, когда крутящий момент или скорость равны нулю.

  • Использует линейную интерполяцию для определения потерь. Предоставьте табличные данные для низких скоростей и низких крутящих моментов, по мере необходимости, чтобы получить требуемый уровень точности для более низких условий степени.

  • Не экстраполирует значения потерь для скорости, крутящего момента или величин температуры, которые превышают область значений таблицы.

Для наилучшей практики используйте Tabulated loss data вместо Tabulated efficiency data:

  • Эффективность становится плохо заданным для нулевой скорости или нулевого крутящего момента.

  • Вы можете принять во внимание фиксированные потери, которые все еще присутствуют для нулевой скорости или крутящего момента.

Примечание

Из-за потерь системы двигатель может потреблять ток, когда крутящий момент двигателя равен нулю.

Блок определяет общую эффективность как:

η=100τ0ω0τ0ω0+P0+kτ02+kwω02

В уравнении используются эти переменные.

τ0

Крутящий момент, при котором измеряется эффективность

ω0

Скорость, с которой измеряется эффективность

P0

Фиксированные потери независимо от крутящего момента или скорости

kτ02

Зависящие от крутящего момента электрические потери

kw2

Зависящие от скорости потери в железе

При инициализации блок решает уравнение эффективности для k. Блок пренебрегает потерями, связанными с демпфированием ротора.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите Single efficiency measurement.

Скорость, при которой измеряется эффективность, в рад/с.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите Single efficiency measurement.

Крутящий момент, при котором измеряется эффективность, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите Single efficiency measurement.

Потери в железе на скорости и крутящем моменте, при которых задана эффективность, в W.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите Single efficiency measurement.

Фиксированные электрические потери, связанные с драйвером, когда ток и крутящий момент мотора равны нулю, в W.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите Single efficiency measurement.

Точки останова скорости для интерполяционной таблицы при вычислении потерь, в рад/с. Измерения массива 1 по количеству точек останова скорости, M.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите один из следующих:

  • Tabulated loss data

  • Tabulated loss data with temperature

  • Tabulated efficiency data

  • Tabulated efficiency data with temperature

Точки останова крутящего момента для интерполяционной таблицы при вычислении потерь, в Н· м. Измерения массива 1 по количеству точек останова крутящего момента, N.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите один из следующих:

  • Tabulated loss data

  • Tabulated loss data with temperature

  • Tabulated efficiency data

  • Tabulated efficiency data with temperature

Точки прерывания температуры для интерполяционной таблицы при вычислении потерь, в K. Измерения массива 1 по количеству точек прерывания температуры, L.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите один из следующих:

  • Tabulated loss data with temperature

  • Tabulated efficiency data with temperature

Массив значений электрических потерь как функции скорости и крутящего момента в W. Каждое значение определяет потери для определенной комбинации скорости и крутящего момента. Измерения массива должны совпадать со скоростью M, и крутящий момент, N, размерности вектора точек по оси Х.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите Tabulated loss data.

Массив значений электрических потерь как функции скорости, крутящего момента и температуры в W. Каждое значение определяет потери для определенной комбинации скорости, крутящего момента и температуры. Измерения массива должны совпадать со скоростью M, крутящий момент, N, и температуры, L, размерности вектора точек по оси Х.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите Tabulated loss data with temperature.

Массив эффективность как функция скорости и крутящего момента, в%. Каждое значение определяет потери для определенной комбинации скорости и крутящего момента. Измерения массива должны совпадать со скоростью M, и крутящий момент, N, размерности вектора точек по оси Х.

Блок игнорирует значения эффективность для нулевой скорости или нулевого крутящего момента. Потери равны нулю, когда крутящий момент или скорость равны нулю. Блок использует линейную интерполяцию.

Чтобы получить желаемый уровень точности для более низких условий степени, можно предоставить табличные данные для низких скоростей и низких крутящих моментов.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите Tabulated efficiency data.

Массив эффективность как функция скорости и крутящего момента, в%. Каждое значение определяет потери для определенной комбинации скорости и крутящего момента. Измерения массива должны совпадать со скоростью M, крутящий момент, N, и температуры, L, размерности вектора точек по оси Х.

Блок игнорирует значения эффективность для нулевой скорости или нулевого крутящего момента. Потери равны нулю, когда крутящий момент или скорость равны нулю. Блок использует линейную интерполяцию.

Чтобы получить желаемый уровень точности для более низких условий степени, можно предоставить табличные данные для низких скоростей и низких крутящих моментов.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterize losses by выберите Tabulated efficiency data.

Механический

Сопротивление ротора к изменению в движении мотора, в кг * м2. Значение может быть нулем.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Port configuration выберите Torque.

Демпфирование ротора, в Н· м/( рад/с). Значение может быть нулем.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Port configuration выберите Torque.

Скорость ротора в начале симуляции, в рад/с.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Port configuration выберите Torque.

Расширенные возможности

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

.

См. также

Введенный в R2017a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте