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PMSM 的霍尔偏移量校准

此示例使用:

打开模型

此示例计算转子直轴（d 轴）和霍尔传感器检测到的位置之间的偏移量。磁场定向控制 (FOC) 算法需要此位置偏移量来正确运行永磁同步电机 (PMSM)。为了计算偏移量，目标模型在开环条件下运行电机。该模型使用常量 ${V_d}$（沿定子 d 轴的电压）和零值 ${V_q}$（沿定子 q 轴的电压），通过使用位置或斜坡发生器来运行电机（以低恒定转速）。当位置或斜坡值达到零时，对应的转子位置就是霍尔传感器的偏移值。

控制算法（详见磁场定向控制和参数估计示例）使用此偏移值来计算转子 d 轴的精确位置。控制器需要此偏移量来以最优方式运行 PMSM。

模型

此示例包括以下模型：

这些模型只能用于代码生成。

对于可用于不同硬件配置的模型名称，请参阅“生成代码并将模型部署到目标硬件”一节中的“必需的硬件”主题。

必需的 MathWorks 产品

要生成代码并部署模型，您需要：

1.对于模型：mcb_pmsm_hall_offset_f28069m

  • Motor Control Blockset™

  • Embedded Coder®

  • C2000™ Microcontroller Blockset

  • Fixed-Point Designer™

2.对于模型：mcb_pmsm_hall_offset_f28379d

  • Motor Control Blockset™

  • Embedded Coder®

  • C2000™ Microcontroller Blockset

  • Fixed-Point Designer™（仅在优化代码生成时需要）

生成代码并将模型部署到目标硬件

本节指导您生成代码并使用开环控制运行电机。

此示例使用一个主机模型和一个目标模型。主机模型是控制器硬件板的一个用户界面。您可以在主机上运行主机模型。使用主机模型的前提条件是将目标模型部署到控制器硬件板上。

主机模型使用串行通信对目标模型发出指令，并以开环配置运行电机。您可以使用主机模型来控制电机旋转并验证电机的旋转方向。主机模型中的 Incorrect motor direction LED 变为红色，表示电机正在反向运行。当 LED 变为红色时，您必须反转电机相位连接以更改旋转方向。主机模型显示计算出的偏移值。

必需的硬件

此示例支持以下硬件配置。您还可以在 MATLAB® 命令提示符下使用目标模型名称打开对应硬件配置的模型。

有关与前述硬件配置相关的连接，请参阅 F28069 控制卡配置。

要配置模型 mcb_pmsm_hall_offset_f28379d，请将 Inverter Enable Logic 字段（在目标模型的 Configuration 面板中）设置为：

  • Active High：使用带 BOOSTXL-DRV8305 逆变器的模型。

  • Active Low：使用带 BOOSTXL-3PHGANINV 逆变器的模型。

有关与前述硬件配置相关的连接，请参阅 LAUNCHXL-F28069M 和 LAUNCHXL-F28379D 配置。

生成代码并在目标硬件上运行模型

1.完成硬件连接。

2.按所需的硬件配置打开目标模型。如果您要更改目标模型的默认硬件配置设置，请参阅模型配置参数。

3.在目标模型的 Configuration 面板中更新电机参数。

  • Number of Pole Pairs

  • PWM Frequency [Hz]

  • Data type for control algorithm

  • Vd Ref in Per Unit voltage

4.将一个示例程序加载到 LAUNCHXL-F28379D 的 CPU2（例如使用 GPIO31 操作 CPU2 蓝色 LED 的程序 c28379D_cpu2_blink.slx），以确保 CPU2 没有错误地配置为使用预留给 CPU1 的板载外设。有关示例程序或模型的详细信息，请参阅 Getting Started with Texas Instruments C2000 Microcontroller Blockset (C2000 Microcontroller Blockset) 中的“任务 2 - 为 TI Delfino F28379D LaunchPad（双核）创建、配置和运行模型”部分。

5.点击硬件选项卡上的编译、部署和启动以将目标模型部署到硬件上。

6.点击目标模型中的主机模型超链接以打开关联的主机模型。

有关主机模型和目标模型之间串行通信的详细信息，请参阅Host-Target Communication。

您可以使用主机模型中的示波器来监控转子位置和偏移值。

7.在主机模型中，打开 Host Serial Setup、Host Serial Receive 和 Host Serial Transmit 模块，并选择 Port。

8.点击仿真选项卡上的运行以运行主机模型。启动仿真时，电机运行，校准开始。校准过程完成后，仿真结束，电机自动停止。

9.请参阅校准状态一节以了解校准过程的状态：

  • 当电机开始运行时，Calibration in progress LED 变为橙色。注意转子位置和示波器中偏移值的变化（位置信号表示振幅在 0 和 1 之间的斜坡信号）。校准过程完成后，LED 变为灰色。

  • 校准过程完成后，Calibration complete LED 变为绿色。然后，Calibration Output 字段显示计算出的偏移值。

  • 如果电机反向运行，则 Incorrect motor direction LED 变为红色。然后，Calibration Output 字段显示值“NaN”。关闭直流电源 (24V)，并反向连接电机相位，即从 ABC 到 CBA。重复步骤 5 至 8，并检查 Calibration complete LED 是否为绿色。验证 Calibration Output 字段显示偏移值。

注意：要立即停止电机，请点击 Emergency Motor Stop 按钮。

此示例不支持仿真。该示例自动将计算出的偏移值保存在基础工作区中可用的 PositionOffset 变量中。

对于使用霍尔传感器实现 FOC 的示例，请在链接到该示例的模型初始化脚本中更新 pmsm.PositionOffset 参数中的计算偏移量。有关说明，请参阅估计控制增益和使用工具函数。