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直流有刷电机电压开环实验模型详解
您的描述提供了关于基于Simulink的直流有刷电机电压开环实验模型的详细信息,包括多个子系统的功能和连接关系。下面我将逐一解析每个模块的功能及其在模型中的作用,以帮助您理解整个系统的运作机制。
1. 图1 - 直流有刷电机开环实验模型
此主模型包含了以下几个关键模块:
- C28x: 代表TMS320C28x系列DSP处理器,作为硬件平台用于执行Simulink生成的控制算法代码。
- IRQ1, Interrupt, Hardware Interrupt: 这些模块表示硬件中断,用于实时响应特定事件(如定时器溢出、编码器脉冲等)。
- Function(): 定义了特定功能的子系统,可能包含自定义的算法或逻辑处理。
- Send/Get GUData1-4: 这些模块用于与外部设备(如硬件接口、GUI等)交换数据,如电流I(A)、电压DC_Ua(V)、转速speed(RPM)、母线电压V_bus(V)等。
- LED闪烁控制: 通过接收数据并控制LED状态,实现对系统运行状态的可视化监控。
- Error, Cocreat, Digtal Cutput: 可能用于错误检测、协同创建和数字输出控制。
2. 图2 - “4”子系统(采集编码器数据并处理转速)
- C28x: 同上,此处指代使用的DSP处理器。
- speed(RPM): 输出电机转速,由编码器数据计算得出。
- qposcnt: 编码器位置计数器,记录电机轴旋转的脉冲数。
- Pulses: 编码器产生的脉冲信号。
- eQEP: 正交编码器接口(Enhanced Quadrature Encoder Pulse),用于捕获编码器信号并计算电机转速。
- OFWM: 可能是指Over-Frequency Watchdog Monitor,用于监控编码器信号频率是否超出预期范围。
- ADC: 模数转换器,用于采集模拟电压信号。
- ADC Calculation: 子系统,负责将ADC采集到的数字值转换为实际的电压和电流值。
3. 图3 - M法测速模块
M法测速是一种基于脉冲计数的方法来估算电机转速。在此模块中:
- Function-Call Subsystem: 包含M法测速算法的具体实现。
- M法测速: 使用公式
speed(RPM)=60*△M/(△t*10000)
计算电机转速,其中 △M
是脉冲数变化量,△t
是时间间隔(由采样周期决定,如1/15000秒)。 - QEP: 引用编码器的正交编码器接口(eQEP)模块。
- Delay 15 Cycles: 用于引入固定延时,确保采样间隔一致。
4. 图4 - “ADC_calculation”子系统
该子系统将ADC采集到的数字电压值转换为实际的电流和电压值:
- 电压·电流转换系数1-6: 分别对应不同通道的转换系数,用于将数字量转换为对应的实际电压或电流值。例如,对于电流传感器,系数可能为
(3/2) * (12/0.055)
,其中(3/2)
为增益调整,(12/0.055)
为电压-电流转换比例。 - ADC: 输入端口,接收来自ADC模块的数字电压值。
- VBUS: 输出母线电压V_bus(V),由ADC数据经过转换得到。
- Torque(mN.m): 输出电机扭矩,可能基于电压和电流计算得出。
5. 图5 - 给定电压换算成ePWM比较寄存器的设定值
该模块将给定的电压参考值转换为ePWM比较寄存器的设定值,以便控制电机电枢电压:
- C280x/C2833x: 表示所使用的DSP型号。
- ePWM: 增强型脉宽调制(Enhanced PWM)模块,用于生成控制电机电枢电压的PWM波形。
- U(mV): 输入给定电压值(以毫伏为单位)。
- Vref(V): 给定的电压参考值。
- 转换公式: 使用比例关系将给定电压转换为ePWM比较寄存器的设定值,以便设置合适的占空比。
综上所述,该Simulink模型实现了直流有刷电机的电压开环控制实验,具体流程如下:
- 通过编码器(结合eQEP模块)实时监测电机转速。
- 使用ADC采集电机电枢电压、电流及母线电压。
- 在“ADC_calculation”子系统中,将ADC数据转换为实际的电压、电流和扭矩值。
- 利用M法测速模块计算电机转速。
- 将给定的电压参考值转换为ePWM比较寄存器的设定值,生成PWM波形控制电机电枢电压。
- 数据通过Send/Get GUData模块与外部设备交互,实现状态监控和控制指令传输。
- LED闪烁控制模块根据系统状态更新LED状态,提供直观的运行状态指示。
这就是整个Simulink模型的详细解读,涵盖了各个模块的功能、数据流向以及系统工作原理。如果您需要进一步了解某个模块的内部算法实现或代码生成,可以提供更具体的查询点,我会竭力为您提供所需信息。