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Infineon AURIX 마이크로컨트롤러를 이용한 인코더 탑재 BLDC 모터의 자속 기준 제어
이 예제는 3상 브러시리스 직류(BLDC) 모터의 속도를 제어하기 위해 자속 기준 제어(FOC) 기법을 구현하는 방법을 보여줍니다. FOC 알고리즘에는 회전자 위치 피드백이 필요하며, 이는 인코더 센서를 사용하여 얻습니다. FOC에 대한 자세한 내용은 자속 기준 제어(FOC) (Motor Control Blockset) 항목을 참조하십시오.
3상 브러시리스 직류(BLDC) 모터의 속도와 토크를 제어하기 위해 폐루프 FOC 알고리즘이 사용됩니다. 이 예제를 활용하여 폐루프 FOC를 사용한 위치 제어 애플리케이션을 구현할 수 있습니다. 이 예제는 모터를 구동해 지정된 속도에 도달하도록 합니다. 이 예제에서는 Embedded Coder® Support Package for Infineon® AURIX TC4x Microcontroller의 AURIX™ 주변기기 블록과 Motor Control Blockset의 MCB 라이브러리 블록을 사용합니다.
선행 조건
다음 튜토리얼을 완료하십시오:
필수 하드웨어
Infineon AURIX TC4x - TriBoards
AURIX TC3xx 모터 제어 전원 보드
Nanotec DB42S02 전기 모터
WEDL5541-B14-KIT(5mm) 증분 인코더
하드웨어 연결
이 다이어그램에 표시된 대로 필요한 하드웨어를 연결하십시오.
사용 가능한 모델
이 예제에는 tc4x_mcb_pmsm_foc_encoder 모델이 포함되어 있습니다.
이 모델은 시뮬레이션과 코드 생성 모두에 사용할 수 있습니다. 이 모델은 TC4x TriBoards용으로 구성되어 있습니다.
사용 중인 모터에 맞게 모델 파라미터를 변경할 수 있습니다. 제어기 알고리즘은 인버터 스위치를 구동하기 위해 공간 벡터 PWM 신호를 생성합니다. 인버터는 두 개의 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 사용하여 모터로 유입되는 두 입력 전류(ia 및 ib)를 측정하고, 측정값을 프로세서로 전송합니다.
이 예제에서는 인코더 센서를 사용하여 회전자 위치를 측정합니다. 인코더 센서는 두 개의 트랙 또는 채널이 90도의 전기각만큼 위상차가 나도록 코딩된 디스크로 구성되어 있습니다. 이를 통해 위상차가 90도인 두 개의 펄스(A와 B)와 인덱스 펄스(I)가 생성됩니다. 제어기는 A 채널과 B 채널 간의 위상 관계와 채널 상태의 변화를 바탕으로 모터의 회전 방향을 판단합니다.
모델 구성
1. tc4x_mcb_pmsm_foc_encoder 모델을 엽니다.
2. Ctrl+E를 눌러 구성 파라미터 대화 상자를 엽니다. 왼쪽 창에서 하드웨어 구현을 클릭합니다. Hardware board를 Infineon AURIX TC4x - TriBoards로 설정하십시오.
3. Hardware board settings에서 Target hardware resources를 펼치십시오. 사용 중인 하드웨어에 맞게 Series 및 Package class 파라미터를 설정합니다.
주변기기 블록 구성
하드웨어 매핑 툴을 사용하여 이 모델의 주변기기 블록 구성을 설정하십시오.
1. Simulink 툴스트립에서 하드웨어 탭으로 이동한 다음 하드웨어 매핑을 클릭합니다.
2. 다음 그림은 하드웨어 매핑 툴에서의 PWM 주변기기 블록 구성을 보여줍니다. 마찬가지로 이 모델은 다른 주변기기에도 맞추어져 구성되어 있습니다. 사용자의 편의를 위해 사전 구성된 모델이 포함되어 있습니다.
모델 시뮬레이션
모델을 시뮬레이션하려면 다음 단계를 수행하십시오.
1. tc4x_mcb_pmsm_foc_encoder 모델을 엽니다.
2. 시뮬레이션 탭에서 실행을 클릭하여 모델을 시뮬레이션합니다.
3. 시뮬레이션 탭에서 데이터 인스펙터를 클릭하여 시뮬레이션 결과를 확인하고 분석합니다.
4. 시뮬레이션 중에 모델을 1초 동안 개루프로 실행한 다음, per unit 속도가 0.25와 0.9인 폐루프로 전환하여 20초 동안 실행하십시오. 기준 설정점에 따라 per unit 측정 전류와 속도 피드백을 관찰하십시오.
코드 생성 및 모델을 타깃 하드웨어에 배포
다음 단계를 완료하여 코드 생성을 수행하고 타깃 하드웨어에서 FOC 알고리즘을 실행하십시오.
1. tc4x_mcb_pmsm_foc_encoder 모델 열기
2. 하드웨어 탭에서 빌드, 배포, 시작을 클릭하여 타깃 모델을 하드웨어에 배포합니다.
3. 모델 캔버스 하단에 제공된 링크를 사용해 진단 뷰어를 열어 빌드 프로세스를 따라가 보십시오. 모델 추적성을 위한 코드가 포함된 코드 생성 리포트를 확인할 수 있습니다. Infineon AURIX는 다운로드 툴을 사용하여 해당 모델을 하드웨어에 배포합니다.
참고: 모델을 빌드하는 동안 모델 어드바이저의 경고 메시지는 무시해도 됩니다.
4. 하드웨어에서 나오는 신호를 모니터링하려면 Infineon의 One Eye 툴을 다운로드하여 설치하십시오. One Eye 툴을 사용하기 전에, TAS/DAS 툴의 최신 버전을 다운로드하여 설치했는지 확인하십시오.
5. One Eye 툴을 엽니다. One Eye 툴에서 File > Load Configuration을 클릭하여 이 예제와 함께 제공된 tc4x_mcb_pmsm_foc_encoder.OneEye 파일을 불러오십시오.
6. 3단계에서 생성된 tc4x_mcb_pmsm_foc_encoder.elf 파일을 불러온 다음, 측정된 전류(Iab_fb_PU1, Iab_fb_PU0)와 기준 설정점(SpeedRef)을 추종하는 속도 피드백(Speed_fb)을 관찰하십시오.
알려진 제한 사항
이 예제 모델은 액셀러레이터 및 고속 액셀러레이터 모드에서 주변기기 블록을 지원하지 않기 때문에, 해당 모드에서는 시뮬레이션을 수행할 수 없습니다.
