Motor Control Blockset

Progettare e implementare algoritmi di controllo motori

 

Motor Control Blockset™ offre esempi di riferimento e blocchi per sviluppare algoritmi di controllo field-oriented per motori brushless. Gli esempi mostrano come configurare un modello di controller per generare codice C rapido e compatto per qualsiasi microcontroller target (con Embedded Coder®). È inoltre possibile utilizzare gli esempi di riferimento per generare codice C algoritmico e codice driver per dei kit di controllo motori specifici.

Il blockset comprende le trasformate di Park e Clarke, gli osservatori sliding mode e di flusso, un generatore spazio-vettore e altri componenti per la creazione  di controller di velocità e di coppia. Sarà possibile regolare automaticamente i guadagni del controller in base a una larghezza di banda specifica e ai margini di fase per i loop di corrente e velocità (con Simulink Control Design™).

Il blockset consente di creare un modello di motore accurato fornendo degli strumenti per la raccolta dei dati direttamente dall’hardware e per il calcolo dei parametri del motore. Sarà possibile usare il modello di motore parametrizzato per testare il proprio algoritmo di controllo in simulazioni ad anello chiuso.

Per iniziare:

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. Usa questi modelli campione per testare e verificare l’algoritmo che hai progettato in una simulazione ad anello chiuso, poi 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.

Controllo field-oriented

Usa Park, Clarke, un controller PI, un generatore di spazio-vettore, il valore MTPA (Maximum Torque Per Ampere) e i blocchi di indebolimento di campo per creare algoritmi di controllo field-oriented in Simulink.

Algoritmo di controllo field-oriented implementato con i blocchi di Motor Control Blockset.

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.

Generated code for implementing a sliding mode observer.

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 CC brushless 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 a effetto Hall e degli encoder in quadratura. Quindi, usa i blocchi del decoder di sensori per elaborare i segnali provenienti dai sensori a effetto Hall, dagli encoder in quadratura e dai resolver 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 un PMSM 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 plotting 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 di velocità e corrente dei controller field-oriented e otteni 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).

Blocco Field-Oriented Controller Autotuner.

Stima dei parametri dei motori

Trova automaticamente i parametri dei motori.

Test con strumenti predefiniti

Trova la resistenza dello statore, l’induttanza dell’asse d e q, la costante di forza controelettromotrice, l’inerzia e il coefficiente di attrito del tuo motore usando gli esempi di riferimento forniti che eseguono dei test predefiniti sul tuo motore.

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 i motori lineari a valore medio.

Modelli di motori e inverter

Modella e simula i tuoi PMSM interni e a montaggio superficiale usando 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 di 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 di alta fedeltà, eseguendo delle simulazioni che integrano le non linearità e gli effetti di commutazione.

Dinamica di commutazione dell’inverter modellata con Simscape Electrical.

Funzionalità recenti

Algoritmi di controllo motori

Progetta un controllo field-oriented utilizzando Park, Clarke, generatore spazio-vettore, l’indebolimento del campo e altri blocchi.

Esempi di riferimento

Simula il controllo field-oriented e genera codice C rapido e compatto per l’implementazione su microcontroller (con Embedded Coder®)

Esempi di riferimento

Fai girare un motore con vari kit hardware di controllo motori

Decoder di sensori e stimatori sensorless

Implementa il controllo motori con e senza sensori

Autoregolazione dei controller

Regolarizza automaticamente dei loop di corrente e velocità (con Simulink Control Design)

Stima dei parametri dei motori

Identifica i parametri dei motori mediante esperimenti con hardware di motori

Modelli di motori

Verifica gli algoritmi di controllo nella simulazione ad anello chiuso con modelli di macchine sincrone a magneti permanenti (PMSM) lineari interni e a montaggio superficiale

Consulta le note di rilascio per ulteriori informazioni su queste caratteristiche e sulle funzioni corrispondenti.