hshbdbdhs 2024-04-11 03:32 采纳率: 66.7%
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基于simulink的直流有刷电机电压开环实验

这是一个基于simulink的直流有刷电机电压开环实验模型

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然后双击模块上图 15.3 橙色模块,进入子系统:

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M 法测速模块如下图 15.5:

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直流电机采用的编码器为 2500 线,硬件 4 倍频,所以转动一圈输出 10000 个脉冲。

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ADC 模块,ADC 采集的电压范围为 0-3 V 电压,转换成 0-4096 数字量。电流传感器精度为 55mV/1A。
实验箱母线电压为 24V,通过给定电压进行换算,转换成相应的占空比。从而控制直流电机驱动电路。

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打开示例模型“A_OpenLoopVoltageDCBM.slx”, 点击下图红色框中下载按钮,自动生成 C 代码并下载到 F28335RAM 中运行。
这就是一个完整的模型图,从模型也能看出是通过编码器采集数据。开环实验的原理就是通过控制直流电机电枢电压 U 的大小,改变直流电机电磁转矩和转速的大小。我想知道每一个模块的每一个细节,例如M法测速在模型中怎么体现的,哪一步代表什么,AD采集又是什么,在模型中如何变成电压电流等等,我需要明白模型的每一个具体细节和代表的意思,谢谢!

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  • 专家-赤兔[在线] 全栈领域优质创作者 2024-04-11 03:32
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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:

    1. 通过编码器(结合eQEP模块)实时监测电机转速。
    2. 使用ADC采集电机电枢电压、电流及母线电压。
    3. 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。
    4. 利用M法测速模块计算电机转速。
    5. 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。
    6. 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。
    7. 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。

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    专家-赤兔[在线] 2024-04-11 03:35

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