Motor Control Blockset

Diseño e implementación de algoritmos de control de motores

 

Motor Control Blockset™ proporciona bloques y ejemplos de referencia para desarrollar algoritmos de control de campo orientado para motores sin escobillas. Los ejemplos muestran cómo configurar un modelo de controlador para generar código C compacto y rápido para cualquier microcontrolador de destino (con Embedded Coder®). También puede utilizar los ejemplos de referencia para generar código C algorítmico y código de controlador para kits de control de motor específicos.

El blockset incluye transformadas de Park y Clarke, observadores de flujo y modo deslizante, un generador de vectores espaciales y otros componentes para crear controladores de velocidad y par motor. Puede ajustar automáticamente las ganancias del controlador de acuerdo con márgenes de fase y ancho de banda especificados para lazos de corriente y velocidad (con Simulink Control Design™).

El blockset proporciona herramientas para recopilar datos del hardware directamente y calcular los parámetros del motor, lo que permite crear un modelo de motor preciso. Puede usar el modelo de motor parametrizado para probar su algoritmo de control en simulaciones de lazo cerrado.

Cómo empezar:

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 control de campo orientado para motores síncronos de imanes permanentes (PMSM) de montaje en superficie y en interior. Utilice estos modelos de ejemplo para probar y verificar el diseño de su algoritmo en la simulación de lazo cerrado, y reutilice los mismos modelos para generar y desplegar código embebido.

Kits de control de motores

Utilice los ejemplos de referencia para generar rápidamente código C compacto y rápido, lo que permite implementar algoritmos de control de motores para varios kits de hardware de control de motor compatibles. 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 control de motores

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

Control de campo orientado

Utilice los bloques de Park, Clarke, controlador PI, generador de vectores espaciales, par máximo por amperio (MTPA) y debilitamiento de campo para crear algoritmos de control de campo orientado en Simulink.

Algoritmo de control de campo orientado implementado con bloques de Motor Control Blockset.

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 perfiles de ejecución en tiempo real.

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Generated code for implementing a sliding mode observer.

Prototipado de control rápido

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

Kit de control de motores eléctricos de Speedgoat.

Decodificadores y observadores de sensores

Implemente algoritmos 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 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 un PMSM a partir de las tensiones y las corrientes medidas. Estime el flujo magnético y el par mecánico. Ajuste los parámetros del observador y verifique el funcionamiento del observador 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 gráficamente el lugar geométrico de las raíces, el diagrama Bode y la respuesta escalón del lazo actual (con Control System Toolbox).

Prueba 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 de motor utilizando un equipo de destino 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 constante de fuerza contraelectromotriz, la inercia y la constante de fricción de su motor con los ejemplos de referencia proporcionados que ejecutan pruebas predefinidas en su motor.

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 sus 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 mayor 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 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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Dinámica de conmutación de un inversor modelada con Simscape Electrical.

Funcionalidades más recientes

Algoritmos de control de motores

Diseñe un control de campo orientado con Park, Clarke, generador de vectores espaciales, debilitamiento de campo y otros bloques.

Ejemplos de referencia

Simule el control de campo orientado y genere código C compacto y rápido para su implementación en el microcontrolador (con Embedded Coder®).

Ejemplos de referencia

Cómo hacer girar un motor con varios kits de hardware de control de motor.

Decodificadores de sensores y estimadores sin sensores

Implemente el control de motores con y sin sensores.

Ajuste automático de controladores

Ajuste automáticamente los lazos de corriente y velocidad (con Simulink Control Design).

Estimación de parámetros de motor

Identifique los parámetros de motor a partir de experimentos con el hardware de motor.

Modelos de motores

Verifique los algoritmos de control en la simulación de lazo cerrado con modelos de montaje en superficie lineal y de motor síncrono de imanes permanentes (PMSM) interior.

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