Das Motor Control Blockset™ bietet Simulink®-Blöcke zum Erstellen und Abstimmen des feldorientierten Ansatzes und anderen Algorithmen für bürstenlose Motoren. Zu den Blöcken gehören Park- und Clarke-Transformationen, sensorlose Beobachter, Feldschwächung, ein Raumvektorgenerator sowie ein FOC-Autotuner. Sie können Regelungsalgorithmen in der Closed-Loop-Simulation mit den im Blockset enthaltenen Motor- und Umrichtermodellen verifizieren.
Das Tool zur Schätzung der Blockset-Parameter führt vordefinierte Tests an Ihrer Motorhardware durch, um Statorwiderstand, Induktivität der d- und q-Achse, Gegen-EMK, Trägheit und Reibung genau zu schätzen. Sie können diese Motorparameterwerte zur Überprüfung Ihres Reglerdesigns in eine Closed-Loop-Simulation einbeziehen.
Referenzbeispiele zeigen, wie man Regelungsalgorithmen in der Desktop-Simulation verifiziert und kompakten C Code generiert, der die für die Serienimplementierung erforderlichen Ausführungsraten unterstützt. Die Referenzbeispiele können auch zur Implementierung von Algorithmen für die vom Blockset unterstützten Hardware-Kits für die Motorsteuerung verwendet werden.
Jetzt beginnen:
Simulation und Codegenerierung
Verwenden Sie vollständig zusammengestellte Referenzbeispiele als Ausgangspunkt für den Entwurf und die Implementierung von feldorientierten Regelungsalgorithmen für oberflächenmontierte und interne Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM), Induktionsmotoren und bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC). Verwenden Sie diese Beispielmodelle, um Ihren Algorithmenentwurf in einer Closed-Loop-Simulation zu testen und zu verifizieren, und verwenden Sie dann dieselben Modelle wieder, um Embedded-Code zu generieren und bereitzustellen.
Motorregelungs-Kits
Verwenden Sie Referenzbeispiele, um schnell kompakten und schnellen C Code zu generieren, der Motorregelungsalgorithmen für mehrere unterstützte Motorregelungs-Hardware-Kits implementiert. Erstellen Sie automatisch Anwendungen direkt aus einem Simulink-Modell und stellen Sie sie auf Ihrem Ziel-Mikroprozessor bereit, um Algorithmen auf der Motor-Hardware zu testen. Sie können vom Hostrechner aus mit diesen Zielanwendungen kommunizieren und sie steuern.
Regelungsalgorithmus-Design
Verwenden Sie Blöcke für Park- und Clarke-Transformationen, PI-Regler, einen Raumzeiger-Generator, das maximale Drehmoment pro Ampere (MTPA) und die Feldschwächung und Blöcke zur Schlupfgeschwindigkeitsermittlung von Induktionsmotoren, um feldorientierte Regelungsalgorithmen für PMSM-Blöcke und Induktionsmotoren in Simulink zu erstellen. Verwenden Sie den sechsstufigen Kommutierungsblock, um BLDC-Motoren zu regeln.
Code-Generierung
Generieren Sie schnellen und kompakten Gleitkomma- oder Festkomma-Code für die Implementierung auf einem Embedded-Mikrocontroller (mit Embedded Coder). Bewerten Sie die Leistung von Stromschleifen mit Echtzeit-Profiling ihrer Ausführung.
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Rapid Prototyping für Regelungen
Testen Sie Regelungsalgorithmen in Echtzeit mit Simulink Real-Time und dem Speedgoat Steuerungskit mit Elektromotor. Das Kit besteht aus einem vollständigen Software-/Hardwarepaket zum Ausführen und Testen von Regelungsalgorithmen für bürstenlose Gleichstrommotoren, die mit dem Motor Control Blockset entwickelt wurden, auf Speedgoat Echtzeit-Zielhardware unter Verwendung analoger und digitaler E/A.
Speedgoat Steuerungskit mit Elektromotor.
Sensor-Decoder
Verwenden Sie Referenzbeispiele, um Offsets für Hall-Sensoren und Quadratur-Encoder zu kalibrieren. Verwenden Sie dann Sensor-Decoder-Blöcke zur Verarbeitung von Signalen von Hall-Sensoren, Quadratur-Encodern und Resolvern, um die Rotorposition und -geschwindigkeit zu berechnen.
Sensor-Decoder-Bibliothek im Motor Control Blockset.
Beobachter
Implementieren Sie eine sensorlose feldorientierte Steuerung mit den Blöcken Sliding Mode Observer und Flux Observer. Verwenden Sie diese Blöcke, um die Position des elektrischen Rotors und die mechanische Geschwindigkeit eines PMSM und Induktionsmotors aus gemessenen Spannungen und Stromstärken zu berechnen. Schätzen Sie den magnetischen Fluss und das mechanische Drehmoment. Passen Sie die Beobachterparameter an und verifizieren Sie den Beobachterbetrieb in der Simulation, bevor Sie Embedded Code generieren.
Positions- und Geschwindigkeitsschätzung mit dem Sliding Mode Observer-Block.
Anfängliche Abstimmung von Controllern
Berechnen Sie automatisch anfängliche PI-Reglerverstärkungen für Geschwindigkeits- und Stromschleifen auf der Grundlage von Motor- und Umrichterparametern. Die bereitgestellten Skripte helfen Ihnen bei der Analyse der Stromschleifendynamik im Zeit- und Frequenzbereich, indem sie den Wurzelort, das Bode-Diagramm und die Sprungantwort Ihrer Stromschleife berechnen und darstellen (mit der Control System Toolbox).
Testen berechneter Reglerverstärkungen auf Motor-Hardware.
Field-Oriented Control Autotuner-Block
Verwenden Sie den Field-Oriented Control Autotuner-Block zur Abstimmung der Geschwindigkeits- und Stromschleifenverstärkungen von feldorientierten Reglern, um für jede Schleife eine spezifizierte Bandbreite und einen spezifizierten Phasenrand zu erreichen (mit Simulink Control Design). Stimmen Sie die Verstärkungen in der Simulation in Bezug auf ein Anlagenmodell ab. Sie können die Verstärkungen auch in Echtzeit in Bezug auf Motorantriebs-Hardware abstimmen, indem Sie einen Speedgoat Zielcomputer verwenden (mit Simulink Real-Time).
Vorgefertigte instrumentierte Tests
Identifizieren Sie Statorwiderstand, Induktivität in d- und q-Richtung, Gegen-EMK, Trägheit und Reibungsparameter Ihres PMSM-Motors mithilfe der bereitgestellten Referenzbeispiele, die vorgefertigte Tests für Ihren Motor ausführen. Sie können Hall-Sensor, Kalibrierung des Quadratur-Encoders oder Beobachter ohne Sensor für diese Tests nutzen.
Motor- und Umrichtermodelle
Modellieren und simulieren Sie Ihre extern montierten und internen PMSMs mit Blöcken und Induktionsmotoren, die lineare Lumped-Parameter-Motormodelle implementieren. Parametrisieren Sie diese Modelle mit Werten, die durch instrumentierte Tests ermittelt wurden. Kombinieren Sie Ihr Reglermodell mit einem Motormodell und einem bereitgestellten Mittelwert-Umrichtermodell für schnelle Closed-Loop-Simulationen.
Modellierung eines PMSM und eines Umrichters.
Genauere Modellierung mit Simscape Electrical
Modellieren und simulieren Sie die nichtlineare Motordynamik und das ideale oder detaillierte Schaltverhalten im Umrichter mit Simscape Electrical™. Testen Sie Ihre feldorientierten Regelungsalgorithmen in Bezug auf diese hochgenauen Motor- und Umrichtermodelle mit Simulationen, die Nichtlinearitäten und Schalteffekte berücksichtigen.
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