使用 PWM 电压源和 H 桥驱动器控制 DC 电机
此示例展示了如何使用 Controlled PWM Voltage 和 H-Bridge 模块来控制 DC 电机。DC Motor 模块在 2500 rpm 转速下提供 10 W 的机械功率,并且在 DC 电源电压为 12 V 时以 4000 rpm 的空载转速运行。因此,如果将 PWM 参考电压设置为其最大值 5 V,电机将以 4000 rpm 的转速运行。如果将 PWM 参考电压设置为 2.5 V,电机将以约 2000 rpm 的转速运行。为了实现快速仿真,此示例将 Controlled PWM Voltage 模块和 H-Bridge 模块的仿真模式参数设置为 Averaged。要验证平均行为,请在 Controlled PWM Voltage 模块和 H-Bridge 模块中将 Simulation mode 参数都设置为 PWM。
有关此示例和该模型构建操作的详细信息,请参阅构建简单的 DC 电机并对其进行仿真。
打开模型
打开 PWMControlledDCMotor 模型。Controlled PWM Voltage 模块生成脉冲宽度调制信号。H-Bridge 模块接收该 PWM 信号,并通过生成等于 PWM 信号平均值的恒定输出电压来驱动电机。电机接通时,H-Bridge 模块将电机端子连接至电源。电机关闭时,H-Bridge 模块充当续流二极管以维持电机电流。

查看来自 Simscape 记录的仿真结果
此图展示了通过电机的电流和电机轴的转速。正如预期的那样,当施加 2.5 V DC 电压时,电机以约 2000 rpm 的转速运行。

实时仿真结果
此示例已在以下平台上进行了测试:
配备 Intel® 3.5 GHz i7 多核 CPU 和 4 GB RAM 的 Speedgoat™ Performance 实时目标计算机。
配备 Intel® Core XEON E3-1275v3 3.5 GHz 处理器和 4 GB RAM 的 dSPACE® SCALEXIO LabBox。
您可以使用 Simscape 局部求解器,以 30 微秒的步长实时运行此模型。采样率较低时,由于缓存未预热,在初始任务执行期间可能会发生任务超限。为避免此类超限,如果所选平台支持相关选项,请通过指定有限次数的任务超限或增加实时应用程序启动阶段的周期性任务采样时间来放宽启动行为。
另请参阅
Controlled PWM Voltage | DC Motor | H-Bridge