基于正交编码器的永磁同步电机磁场定向控制
本例实现了场向控制(FOC)技术来控制三相永磁同步电机(PMSM)的速度。FOC算法需要转子位置反馈,由正交编码器传感器获得。有关FOC的详细信息,请参见场向控制(FOC).
本例使用正交编码器传感器测量转子位置。正交编码器传感器由一个具有两个磁道或通道的磁盘组成,两个磁道或通道被编码成90度电气失相。这就产生了两个相位差为90度的脉冲(A和B)和一个指数脉冲(I)。因此,控制器利用A和B通道之间的相位关系和通道状态的转变来确定电机的旋转方向。
模型
该示例包括以下模型:
您可以将这些模型用于模拟和代码生成。您也可以使用open_system命令打开Simulink®模型。例如,对于基于F28069M的控制器,使用此命令。
open_system (“mcb_pmsm_foc_qep_f28069m.slx”);
有关可用于不同硬件配置的模型名称,请参阅生成代码并将模型部署到目标硬件部分中的所需硬件主题。
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模拟模型:
1.对于模型:mcb_pmsm_foc_qep_f28069m而且mcb_pmsm_foc_qep_f28069LaunchPad
电机控制块集™
定点设计师™
2.对于模型mcb_pmsm_foc_qep_f28379d
电机控制块集™
要生成代码并部署模型:
1.对于模型:mcb_pmsm_foc_qep_f28069m而且mcb_pmsm_foc_qep_f28069LaunchPad
电机控制块集™
嵌入式编码器®
德州仪器C2000处理器的嵌入式编码器支持包
定点设计师™
2.对于模型mcb_pmsm_foc_qep_f28379d
电机控制块集™
嵌入式编码器®
德州仪器C2000处理器的嵌入式编码器支持包
定点设计器™(仅用于优化代码生成)
先决条件
1.获取电机参数。我们使用Simulink®模型提供默认的电机参数,您可以用电机数据表或其他来源的值替换这些参数。
但是,如果您有电机控制硬件,您可以通过使用电机控制块集参数估计工具来估计您想要使用的电机的参数。有关说明,请参见使用推荐硬件估算PMSM参数.
参数估计工具更新motorParam变量(在MATLAB®工作空间)与估计的电机参数。
2.如果您从数据表或其他来源获得电机参数,请在与Simulink®模型相关的模型初始化脚本中更新电机参数和逆变器参数。有关说明,请参见估计控制增益并使用效用函数.
如果使用参数估计工具,可以更新逆变器参数,但不能更新模型初始化脚本中的电机参数。脚本自动提取电机参数从更新motorParam工作空间变量。
模拟模型
这个例子支持模拟。按照以下步骤来模拟模型。
1.打开此示例中包含的模型。
2.点击运行在模拟TAB来模拟模型。
3.点击数据检查在模拟选项卡,查看和分析仿真结果。
生成代码并将模型部署到目标硬件
本节指导您生成代码并在目标硬件上运行FOC算法。
本例使用一个主机和一个目标模型。主机模型是控制器硬件板的用户界面。您可以在主机计算机上运行主机模型。使用主机模型的前提是将目标模型部署到控制器硬件板上。主机模型使用串行通信命令目标Simulink®模型,并在闭环控制中运行电机。
所需的硬件
本示例支持这些硬件配置。您也可以使用目标模型名称打开对应硬件配置的模型,从MATLAB®命令提示符。
F28069M控制卡+ DRV8312-69M-KIT逆变器:mcb_pmsm_foc_qep_f28069m
与上述硬件配置相关的连接请参见F28069控制卡配置.
LAUNCHXL-F28069M控制器+ BOOSTXL-DRV8305变频器:mcb_pmsm_foc_qep_f28069LaunchPad
LAUNCHXL-F28379D控制器+ (BOOSTXL-DRV8305或BOOSTXL-3PHGANINV)逆变器:mcb_pmsm_foc_qep_f28379d
注意:在使用BOOSTXL-3PHGANINV逆变器时,请确保BOOSTXL-3PHGANINV底层与LAUNCHXL板之间有适当的绝缘。
上述硬件配置的相关连接请参见LAUNCHXL-F28069M和LAUNCHXL-F28379D配置.
在目标硬件上生成代码和运行模型
1.对目标模型进行仿真,观察仿真结果。
2.完成硬件连接。
3.该模型自动计算ADC(或当前)偏移值。如果要禁用该功能(默认启用),请将值0更新为可变逆变器。模型初始化脚本中的ADCOffsetCalibEnable。
或者,您可以计算ADC偏移值并在模型初始化脚本中手动更新它。有关说明,请参见运行三相交流电机在开环控制和校准ADC偏移.
4.计算正交编码器索引偏移值,并在与目标模型相关的模型初始化脚本中更新它。有关说明,请参见永磁同步电机的正交编码器偏置校准.
注意:验证连接到电机的正交编码器传感器中可用的狭缝数量。检查并更新变量永磁同步电动机。QEPSlits
在模型初始化脚本中可用。这个变量对应于编码器缝正交编码器块的参数。有关的详细信息编码器缝而且编码器计数每个狭缝参数,看到求积译码器.
5.打开您想要使用的硬件配置的目标模型。如果要更改模型的默认硬件配置设置,请参见型号配置参数.
6.将一个示例程序加载到LAUNCHXL-F28379D的CPU2中,例如,使用GPIO31 (c28379D_cpu2_blink.slx)操作CPU2蓝色LED的程序,以确保CPU2没有错误地配置为使用用于CPU1的单板外设。
7.点击构建、部署和启动在硬件选项卡将目标模型部署到硬件。
8.单击主机模式目标模型中的超链接以打开关联的主机模型。还可以使用open_system命令打开主机模型。例如,对于基于F28069M的控制器,使用此命令。
open_system (“mcb_host_model_f28069m.slx”);
主机与目标型号之间的串口通信请参见Host-Target沟通.
9.在主机模型中,打开主机串行设置块、主机串行接收块和主机串行发送块,并选择一个港口.
10.更新主机模型中的Reference Speed值。
11.点击运行在模拟选项卡运行主机模型。
12.将启动/停止电机开关的位置改为On,开始运行电机。
13.观察来自RX子系统的调试信号,在主机模型的时间范围内。
请注意:如果你使用的是基于F28379D的控制器,你也可以选择你想要监控的调试信号。