电机控制块集™提供Simulink®用于创建和调整无刷电机的面向场控制和其他算法的块。 模块包括Park和Clarke变换、无传感器观察者、场弱化、空间矢量发生器和FOC自动调谐器。您可以使用块集中包含的电机和逆变器模型在闭环仿真中验证控制算法。
blockset参数估计工具在电机硬件上运行预定义的测试,以准确估计定子电阻、d轴和q轴电感、反电动势、惯性和摩擦。您可以将这些电机参数值合并到闭环仿真中,以分析您的控制器设计。
参考示例展示了如何 验证桌面模拟中的控制算法,并生成支持生产实现所需执行率的紧凑C代码 。参考实例也可用于实现块集支持的电机控制硬件套件的算法。
开始:
模拟与代码生成
使用完全组装的参考示例作为起点,设计和实现面向场的控制算法,用于表面安装和内部永磁同步电机(PMSM),感应电机,和无刷直流电机(BLDC)。使用这些示例模型在闭环仿真中测试和验证算法设计,然后重用相同的模型来生成和部署嵌入式代码。
电机控制包
使用参考示例快速生成紧凑和快速的C代码,为几个支持的电机控制硬件套件实现电机控制算法。直接从Simulink模型自动构建和部署应用程序到目标微处理器,以在电机硬件上测试算法。从主机与这些目标应用程序通信并控制它们。
控制算法设计
使用Park, Clarke, PI控制器,空间矢量发生器,最大转矩每安培(MTPA),磁场减弱和感应电机滑移速度估计块,在Simulink中为永磁同步电机和感应电机创建面向磁场的控制算法。使用六步换向块控制无刷直流电动机。
代码生成
生成快速和紧凑的浮点或定点代码,用于在嵌入式微控制器上实现(使用嵌入式编码器)。通过实时执行分析评估当前循环的性能。
快速控制原型
使用Simulink real-time和Speedgoat电机控制套件实时测试控制算法。该套件包括一个完整的软件/硬件包,用于运行和测试在Speedgoat实时目标硬件上使用模拟和数字I/O的电机控制块开发的无刷直流电机控制算法。
传感器解码器
使用参考例子校准霍尔传感器和正交编码器的偏移量。然后使用传感器解码器块处理来自霍尔传感器、正交编码器和解析器的信号,计算转子的位置和速度。
观察人士
使用滑模观测器和磁通观测器块实现无传感器场定向控制。使用这些块计算转子电气位置和机械速度的永磁同步电机和感应电机从测量的电压和电流。估计磁通量和机械转矩。在生成嵌入式代码之前,调整观测器参数并在仿真中验证观测器操作。
初始控制器调优
根据电机和逆变器参数,自动计算速度和电流环的初始PI控制器增益。提供的脚本通过计算和绘制当前循环的根轨迹、波德图和阶跃响应(使用控制系统工具箱),帮助您分析当前循环在时域和频域的动态。
定向控制自动调谐
使用场向控制自动调谐块来调谐场向控制器的速度和电流环路增益,以实现每个环路的指定带宽和相位裕度(使用Simulink控制设计)。根据植物模型调整仿真中的增益。您还可以使用Speedgoat目标计算机(使用Simulink real-time)对电机驱动硬件实时调整增益。
预先构建的仪器测试
通过使用提供的在电机上运行预定义测试的参考示例,为您的PMSM电机识别定子电阻、d轴和q轴电感、反电动势、惯性和摩擦参数。对于这些测试,可以使用霍尔传感器、正交编码器或无传感器观测器。
电机和逆变器型号
使用实现线性集中参数电机模型的块对表面安装的永磁同步电机、内部永磁同步电机和感应电机进行建模和模拟。用从仪器测试中确定的值参数化这些模型。将您的控制器模型与电机模型和提供的平均值逆变器模型相结合,以进行快速闭环仿真。
Simscape electric的高保真度建模
使用Simscape Electrical™建模和模拟非线性电机动力学和逆变器中的理想或详细开关。通过包含非线性和开关效应的仿真,针对这些高保真电机和逆变器模型测试您的场导向控制算法。