主要内容

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永磁同步电机正交编码器偏移标定

本例计算转子 d 轴与正交编码器传感器检测到的编码器索引脉冲位置之间的偏移量。控制算法(可在面向场的控制和参数估计示例中使用)利用此偏移值来计算转子 d 轴的准确位置。控制器需要此位置才能在转子磁链参考系(d-q 参考系)中正确实现磁场定向控制 (FOC),从而正确运行永磁同步电机 (PMSM)。

模型

示例中包含以下模型:

  • mcb_pmsm_qep_offset_f28035

  • mcb_pmsm_qep_offset_f280049C

  • 对于 F28069M 控制卡、LAUNCHXL-F28069M 控制器和 LAUNCHXL-F28379D 控制器,请参阅 PMSM 的正交编码器偏移量校准 (Motor Control Blockset)

这些模型只能用于代码生成。您可以使用 open_system 命令打开 Simulink® 模型。例如,对于基于 F28035 的控制器,请使用以下命令:

open_system('mcb_pmsm_qep_offset_f28035.slx');

有关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”部分中的“所需硬件”主题。

需要的 MathWorks 产品

要生成代码并部署模型:

适用于以下模型:mcb_pmsm_qep_offset_f28035/ mcb_pmsm_qep_offset_f280049C

  • Motor Control Blockset™

  • Embedded Coder®

  • C2000™ Microcontroller Blockset

  • Fixed-Point Designer™

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来运行电机。

该示例使用主机模型和目标模型。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来命令目标模型,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。主机上的 Incorrect motor direction 指示灯变为 RED,表示电机正在反向运转。当 LED 变为 RED 时,您必须反转电机相连接(从 ABC 到 CBA)以改变旋转方向。主机模型会显示计算出的偏移值。

必需的硬件

此示例支持这些硬件配置。使用目标模型名称(以粗体突出显示)从 MATLAB® 命令提示符打开相应硬件配置的模型。

  • F28035 控制卡 + DRV8312-C2-KIT 逆变器:mcb_pmsm_qep_offset_f28035

    有关前面硬件配置的连接,请参阅 F28069/F28035/F28335 控制卡配置

  • F280049C 控制卡 + DRV8312-C2-KIT 逆变器:mcb_pmsm_qep_offset_f280049C

  1. 完成硬件连接。

  2. 打开您要使用的硬件配置的目标模型。如果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 (Motor Control Blockset)

  3. 在目标模型的 Configuration 面板中更新以下电机参数。

    • 极对数

    • QEP 刻线数

    • PWM 频率 [Hz]

    • 标幺 Vd 参考电压

  4. 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。

  5. 点击目标模型中的主机模型超链接,打开关联的主机模型。您还可以使用 open_system 命令打开主机模型。例如,对于基于 F28035 的控制器,请使用以下命令:

    open_system('mcb_pmsm_host_offsetComputation.slx');

    QEP Hall Host

    有关主机和目标模型之间串行通信的详细信息,请参阅 Host-Target Communication (Motor Control Blockset)

    您可以使用主机模型中的时间示波器来监控转子位置和偏移值。

  6. mcb_pmsm_host_offsetComputation 模型中以下模块的 Port 参数设置为与主机 COM 端口匹配:

    • mcb_pmsm_host_offsetComputation > 主机串口设置

    • mcb_pmsm_host_offsetComputation > 串口通信 > 主机串口接收

    • mcb_pmsm_host_offsetComputation > 串行通信 > SCI_TX > 主机串行发送

  7. 点击 Simulation 选项卡上的 Run 以运行主机模型。启动仿真后,电机开始运转,标定也随之开始。标定完成后,仿真结束,电机自动停止。

  8. 请参阅标定状态部分,了解标定过程的状态:

    • Calibration in progress - 电机开始运转时,LED 指示灯变为橙色。注意时间示波器中的转子位置和偏移值变化(位置信号表示幅度在 0 到 1 之间的斜坡信号)。标定完成后,此 LED 指示灯变为灰色。

    • Calibration complete - 标定完成后,LED 指示灯变为绿色。然后,Calibration Output 字段显示计算出的偏移值。

    • Incorrect motor direction - 如果电机反向运转,LED 指示灯将变为 RED。然后,Calibration Output 字段显示值 NaN。关闭直流电源 (24V),并将电机相序连接从 ABC 反接至 CBA。重复步骤 5 至 8,并检查标定完成 LED 是否为绿色。确认“标定输出”字段显示偏移值。

注意

此示例不支持仿真。

紧急情况下,点击紧急电机停止按钮立即停止电机。

对于使用正交编码器传感器实现 FOC 的示例,您必须更新与示例关联的模型初始化脚本中 pmsm.PositionOffset 参数中计算出的正交编码器偏移值。有关说明,请参阅估计控制增益并调节控制参数 (Motor Control Blockset)

另请参阅

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