Motor Control Blockset

Diseñe e implemente algoritmos de sistemas de control de motores

 

Motor Control Blockset proporciona bloques de Simulink® para crear y ajustar algoritmos de control de campo orientado y otros algoritmos para motores sin escobillas.Los bloques incluyen transformadas de Park y Clarke, observadores sin sensores, debilitamiento de campo, un generador de vectores espaciales y un ajustador automático de control de campo orientado. Los algoritmos de control se pueden verificar en simulación de lazo cerrado con los modelos de motor e inversor incluidos en el blockset.

La herramienta de estimación de parámetros del blockset ejecuta pruebas predefinidas en el hardware del motor para obtener una estimación precisa de la resistencia estatórica, la inductancia de los ejes d y q, la fuerza contraelectromotriz, la inercia y la fricción. Estos valores de parámetros del motor se pueden incorporar en una simulación de lazo cerrado para analizar el diseño del controlador.

Los ejemplos de referencia muestran cómo verificar los algoritmos de control en una simulación de escritorio y generar código C compacto que soporta las tasas de ejecución necesarias para la implementación en producción. También puede utilizar los ejemplos de referencia para implementar algoritmos para kits de hardware de control de motores compatibles con el blockset.

Comience:

Ejemplos de referencia

Acelere el diseño de sistemas de control de motores con modelos de ejemplo completamente montados.

Simulación y generación de código

Utilice ejemplos de referencia completamente montados como punto de partida para diseñar e implementar algoritmos de sistemas de control de campo orientado para motores síncronos de imanes permanentes (PMSM) de montaje en superficie y en interior, motores de inducción y motores de CC sin escobillas (BLDC). Utilice estos modelos de ejemplo para probar y verificar el diseño de su algoritmo en la simulación de lazo cerrado, y después reutilice los mismos modelos para generar y desplegar código embebido.

Kits de sistemas de control de motores

Utilice los ejemplos de referencia para generar rápidamente código C compacto y rápido, lo que permite implementar algoritmos de sistemas de control de motores para varios kits de hardware de sistemas de control de motores soportados. Cree y despliegue aplicaciones automáticamente en su microprocesador de destino directamente desde un modelo de Simulink para probar algoritmos en el hardware del motor. Comuníquese con estas aplicaciones de destino y contrólelas desde el equipo host.

Algoritmos de sistemas de control de motores

Diseñe algoritmos de sistemas de control de motores con bloques optimizados para generar código.

Diseño de algoritmos de sistemas de control

Utilice los bloques de Park, Clarke, controlador PI, generador de vectores espaciales, par motor máximo por amperio (MTPA), debilitamiento de campo y estimador de velocidad de deslizamiento de motor de inducción para crear algoritmos de sistemas de control de campo orientado para PMSM y motores de inducción en Simulink. Utilice el bloque de conmutación de seis pasos para controlar los motores BLDC.

Generación de código

Genere código en punto flotante o punto fijo rápido y compacto para su implementación en un microcontrolador embebido (con Embedded Coder). Evalúe el rendimiento del lazo actual con perfilado de ejecución en tiempo real.

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Prototipado rápido de sistemas de control

Pruebe algoritmos de sistemas de control en tiempo real con Simulink Real-Time y el kit de sistemas de control de motores eléctricos de Speedgoat. El kit consta de un paquete completo de software/hardware para ejecutar y probar algoritmos de sistemas de control de motores de CC sin escobillas desarrollados con Motor Control Blockset en plataformas de hardware Speedgoat en tiempo real utilizando E/S analógicas y digitales.

Kit de sistemas de control de motores eléctricos de Speedgoat.

Decodificadores y observadores de sensores

Implemente algoritmos de sistemas de control de motores con y sin sensores.

Decodificadores de sensores

Utilice los ejemplos de referencia para calibrar las desviaciones de los sensores Hall y los codificadores de cuadratura. A continuación, utilice bloques de decodificadores de sensores para procesar señales de sensores Hall, codificadores de cuadratura y resolvers para calcular la posición y la velocidad del rotor.

Librería de decodificadores de sensores en Motor Control Blockset.

Observadores

Implemente un sistema de control de campo orientado sin sensores utilizando los bloques Sliding Mode Observer y Flux Observer. Utilice estos bloques para calcular la posición eléctrica del rotor y la velocidad mecánica de los PMSM y de los motores de inducción a partir de las tensiones y de las corrientes medidas. Estime el flujo magnético y el par motor mecánico. Ajuste los parámetros del observador y verifique su funcionamiento en una simulación antes de generar código embebido.

Estimación de posición y velocidad utilizando el bloque Sliding Mode Observer.

Ajuste automático de controladores

Ajuste automáticamente las ganancias de lazo de corriente y velocidad.

Ajuste inicial de controladores

Calcule automáticamente las ganancias iniciales de un controlador PI para lazos de velocidad y corriente en función de los parámetros del motor y del inversor. Los scripts proporcionados ayudan a analizar la dinámica del lazo actual en los dominios del tiempo y la frecuencia calculando y representando el lugar geométrico de las raíces, el diagrama Bode y la respuesta escalón del lazo actual (con Control System Toolbox).

Pruebas de las ganancias del controlador calculadas en el hardware del motor.

Field-Oriented Control Autotuner

Utilice el bloque Field-Oriented Control Autotuner para ajustar las ganancias de lazo de corriente y velocidad de los controladores de campo orientado para lograr el ancho de banda y el margen de fase especificados para cada lazo (con Simulink Control Design). Ajuste las ganancias en la simulación con respecto a un modelo de planta. También puede ajustar las ganancias en tiempo real con respecto al hardware del accionador del motor utilizando una plataforma de hardware Speedgoat (con Simulink Real-Time).

Estimación de parámetros del motor

Identifique automáticamente los parámetros del motor.

Pruebas instrumentadas prediseñadas

Identifique la resistencia del estátor, la inductancia del eje d y del eje q, la fuerza contraelectromotriz, la inercia y los parámetros de fricción de su motor PMSM con los ejemplos de referencia proporcionados que ejecutan pruebas predefinidas en el motor. Puede utilizar sensores Hall, codificadores de cuadratura u observadores sin sensores para estas pruebas.

Panel de estimación de parámetros

Inicie y controle la estimación de parámetros desde un modelo de Simulink en un equipo host. Guarde los valores estimados para parametrizar los modelos del motor y calcular las ganancias del controlador.

Panel de estimación de parámetros.

Modelos de motores

Modele la dinámica de inversores y motores de valor promedio lineal.

Modelos de motores e inversores

Modele y simule motores de inducción y PMSM de montaje en superficie e interior utilizando bloques que implementan modelos de motores de parámetros concentrados lineales. Parametrice estos modelos con valores determinados a partir de pruebas instrumentadas. Combine su modelo de controlador con un modelo de motor y con un modelo de inversor de valor promedio proporcionado para realizar simulaciones de lazo cerrado rápidas.

Modelado de un PMSM y un inversor.

Modelado de alta fidelidad con Simscape Electrical

Modele y simule la dinámica no lineal de motores y la conmutación ideal o detallada en el inversor utilizando Simscape Electrical™. Pruebe sus algoritmos de sistemas de control de campo orientado con respecto a estos modelos de motor e inversor de alta fidelidad con simulaciones que incorporan no linealidades y efectos de conmutación.

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Nuevas funcionalidades

Motores de inducción

Diseñe e implemente algoritmos de sistemas de control de campo orientado para máquinas de inducción trifásica.

Motores de inducción

Modele y simule máquinas de inducción trifásica.

Motores BLDC

Diseñe e implemente sistemas de control trapezoidal utilizando el bloque Six Step Commutation.

Estimación de parámetros del motor

Identifique parámetros de PMSM mediante un codificador de cuadratura o un observador de flujo.

Bloque Vector Plot

Visualice la corriente y la tensión en el diagrama de fasor y verifique el controlador en diferentes modos de funcionamiento.

Consulte las notas de la versión para obtener detalles sobre estas funcionalidades y las funciones correspondientes.