Motor Control Blockset

Progettazione e implementazione di algoritmi di controllo motori

Motor Control Blockset™ fornisce blocchi Simulink® per la creazione e la regolazione di algoritmi di controllo Field-Oriented e altri algoritmi per motori brushless. I blocchi comprendono trasformate di Clarke e Park, osservatori senza sensori, indebolimento di campo, un generatore spazio-vettore e un FOC Autotuner. È possibile verificare gli algoritmi di controllo in simulazioni ad anello chiuso utilizzando i modelli di motore e inverter inclusi nel blockset.

Lo strumento di stima dei parametri del blockset esegue test predefiniti sull’hardware del motore per una stima precisa della resistenza dello statore, l’induttanza dell’asse d e q, la forza controelettromotrice, l’inerzia e l’attrito. È possibile integrare questi valori parametrici del motore in una simulazione ad anello chiuso per analizzare la progettazione del controller.

Gli esempi di riferimento mostrano come verificare gli algoritmi di controllo in simulazioni desktop e generare codice C compatto che supporta le frequenze di esecuzione necessarie per l’implementazione della produzione. È inoltre possibile utilizzare gli esempi di riferimento per implementare algoritmi per kit hardware di controllo motori supportati dal blockset.

Inizia ora:

Esempi di riferimento

Progetta rapidamente il tuo controllo motori grazie ai modelli campione completamente assemblati.

Simulazione e generazione di codice

Usa gli esempi di riferimento completamente assemblati come base di partenza per progettare e implementare algoritmi di controllo Field-Oriented per motori sincroni a magneti permanenti (PMSM) interni e a montaggio superficiale, motori a induzione e motori brushless CC (BLDC). Usa questi modelli campione per testare e verificare l’algoritmo che hai progettato in una simulazione ad anello chiuso, quindi riutilizza gli stessi modelli per generare e distribuire codice embedded.

Kit di controllo motori

Usa gli esempi di riferimento per generare velocemente codice C rapido e compatto per l’implementazione di algoritmi di controllo motori per i diversi kit hardware di controllo motori supportati. Costruisci e distribuisci automaticamente le applicazioni sul tuo microprocessore target a partire direttamente da un modello Simulink per testare gli algoritmi sull’hardware del motore. Comunica con queste applicazioni target e controllale dalla macchina host.

Algoritmi di controllo motori

Progetta algoritmi di controllo motori usando blocchi ottimizzati per la generazione di codice.

Progettazione di algoritmi di controllo

Usa i blocchi Park, Clarke, controller PI, generatore di spazio-vettore, valore MTPA (Maximum Torque Per Ampere), indebolimento di campo e stima della velocità di scorrimento dei motori a induzione per creare algoritmi di controllo Field-Oriented per motori PMSM e a induzione in Simulink. Utilizzo del blocco di commutazione a sei step per il controllo di motori BLDC.

Generazione di codice

Genera codice a virgola fissa o mobile, rapido e compatto, da implementare su un microcontroller embedded (con Embedded Coder). Valuta le prestazioni del loop corrente con il profiling di esecuzione in tempo reale.

Esplora la gallery (2 immagini)

Prototipazione rapida dei controlli

Testa gli algoritmi di controllo in tempo reale con Simulink Real-Time e con il kit di controllo per motori elettrici Speedgoat. Il kit è composto da un pacchetto software/hardware completo che serve ad eseguire e a testare gli algoritmi di controllo di motori brushless CC, sviluppati con Motor Control Blockset su hardware target Speedgoat in tempo reale usando I/O analogici e digitali.

Kit di controllo per motori elettrici Speedgoat.

Osservatori e decoder di sensori

Implementa algoritmi di controllo motori con e senza sensori.

Decoder di sensori

Usa gli esempi di riferimento per calibrare gli offset dei sensori ad effetto Hall e degli encoder in quadratura. Quindi, usa i blocchi del decoder di sensori per elaborare i segnali provenienti dai sensori ad effetto Hall, dagli encoder in quadratura e dai risolutori per calcolare la velocità e la posizione del rotore.

Libreria di decoder di sensori in Motor Control Blockset.

Osservatori

Implementa il controllo Field-Oriented senza sensori usando i blocchi degli osservatori sliding mode e di flusso. Usa questi blocchi per calcolare la posizione elettrica del rotore e la velocità meccanica di motori PMSM e a induzione a partire dalle correnti e dalle tensioni misurate. Stima il flusso magnetico e la coppia meccanica. Regola i parametri degli osservatori e verificane il funzionamento con una simulazione prima di generare codice embedded.

Stima della posizione e della velocità utilizzando il blocco dell’osservatore sliding mode.

Autoregolazione dei controller

Regola automaticamente i guadagni per i loop di velocità e corrente.

Regolazione iniziale dei controller

Calcola automaticamente i guadagni iniziali del controller PI per i loop di corrente e velocità in base ai parametri del motore e dell’inverter. Gli script forniti ti aiutano ad analizzare la dinamica del loop corrente nel dominio del tempo e della frequenza, mediante il calcolo e il plottaggio del luogo delle radici, il diagramma di Bode e la risposta allo scalino del tuo loop corrente (con Control System Toolbox).

Test dei guadagni calcolati del controller sull’hardware del motore.

Field-Oriented Control Autotuner

Usa il blocco Field-Oriented Control Autotuner per regolare i guadagni dei loop velocità e corrente dei controller Field-Oriented e ottieni valori specifici in termini di larghezza di banda e margine di fase per ciascun loop (con Simulink Control Design). Regola i guadagni in una simulazione rispetto al modello di impianto. È inoltre possibile regolare i guadagni in tempo reale rispetto all’hardware del motore usando un computer target Speedgoat (con Simulink Real-Time).

Stima dei parametri dei motori

Identifica automaticamente i parametri dei motori.

Test con strumenti predefiniti

Identifica i parametri di resistenza dello statore, induttanza dell’asse d e q, costante di forza controelettromotrice, inerzia e attrito del tuo motore PMSM utilizzando gli esempi di riferimento forniti che eseguono dei test predefiniti sul tuo motore. Per questi test, è possibile utilizzare un sensore ad effetto Hall, un encoder in quadratura o osservatori senza sensori.

Dashboard della stima dei parametri

Esegui la stima dei parametri e controlla i risultati ottenuti a partire da un modello Simulink su un computer host. Salva i valori stimati per parametrizzare i modelli di motore e calcolare i guadagni del controller.

Dashboard della stima dei parametri.

Modelli di motori

Modella la dinamica di inverter e dei motori lineari a valore medio.

Modelli di motori e inverter

Modella e simula i tuoi motori PMSM interni, a montaggio superficiale e a induzione utilizzando i blocchi che implementano modelli di motori a parametri concentrati lineari. Parametrizza questi modelli con i valori determinati dai test con strumenti. Combina il tuo modello di controller a un modello di motore e a un modello di inverter a valore medio, per effettuare rapide simulazioni ad anello chiuso.

Modellazione di un PMSM e di un inverter.

Modellazione ad alta fedeltà con Simscape Electrical

Modella e simula la dinamica di un motore non lineare e la commutazione ideale o dettagliata nell’inverter usando Simscape Electrical™. Testa i tuoi algoritmi di controllo Field-Oriented rispetto a questi modelli di motore e inverter ad alta fedeltà, eseguendo delle simulazioni in grado di integrare le non linearità e gli effetti di commutazione.

Esplora la gallery (2 immagini)