Motor Control Blockset

모터 제어 알고리즘 설계 및 구현

 

Motor Control Blockset™은 브러시리스 모터의 자속기준제어 알고리즘을 개발하기 위한 참조 예제와 블록을 제공합니다. 참조 예제에서는 제어기 모델을 구성하여 마이크로컨트롤러에 대해 빠르고 간결한 C 코드를 생성하는 방법을 보여줍니다. (Embedded Coder® 사용) 참조 예제를 사용하여 특정 모터 제어 키트에 대한 알고리즘 기반 C 코드 및 드라이버 코드를 생성할 수도 있습니다.

Motor Control Blockset™에는Park and Clarke 변환, 슬라이딩 모드 및 자속 관측기, 공간 벡터 생성기 이외에도 속도 및 토크 컨트롤러를 생성하는 여러 구성요소가 있습니다. 전류 루프와 속도 루프의 특정 대역폭과 위상 여유를 기준으로 컨트롤러 이득을 자동으로 조정할 수 있습니다. (Simulink Control Design™ 사용)

Motor Control Blockset™을 통해 하드웨어에서 직접 데이터를 수집하고 모터 파라미터를 계산하는 도구를 사용하여 정확한 모터 모델을 만들 수 있습니다. 파라미터화된 모터 모델을 사용하여 폐루프 시뮬레이션에서 제어 알고리즘을 테스트할 수 있습니다.

시작하기:

참조 예제

완전히 조립된 예제 모델을 사용하여 모터 제어 설계를 빠르게 시작할 수 있습니다.

시뮬레이션 및 코드 생성

완전히 조립된 참조 예제 모델을 바탕으로 하여 표면부착형 및 매입형 PMSM(영구 자기 동기 모터)에 대한 자속기준제어 알고리즘을 설계하고 구현할 수 있습니다. 예제 모델을 사용하여 폐루프 시뮬레이션에서 알고리즘 설계를 테스트 및 검증하고, 동일한 모델을 재사용하여 임베디드 코드를 생성 및 배포할 수 있습니다.

모터 제어 키트

참조 예제를 사용하면 빠르고 간결한 C 코드를 신속하게 생성하여 지원되는 여러 모터 제어 하드웨어 키트에 대한 모터 제어 알고리즘을 구현할 수 있습니다. 응용 프로그램을 자동으로 빌드하고 Simulink 모델에서 대상 마이크로프로세서로 직접 배포하여 모터 하드웨어에서 알고리즘을 테스트할 수 있습니다. 호스트 머신에서 대상 응용 프로그램과 통신하고 응용 프로그램을 제어할 수 있습니다.

모터 제어 알고리즘

코드 생성에 최적화된 블록을 사용하여 모터 제어 알고리즘을 설계합니다.

자속기준제어

Simulink에서 Park 변환, Clarke 변환, PI 컨트롤러, 공간 벡터 생성기, MTPA(암페어당 최대 토크(MTPA) 및 약계자 블록을 사용하여 자속기준제어 알고리즘을 만들 수 있습니다.

Motor Control Blockset 블록으로 구현한 자속기준제어 알고리즘.

코드 생성

빠르고 간결한 부동소수점 또는 고정소수점 코드를 생성하여 임베디드 마이크로컨트롤러에 구현할 수 있습니다. (Embedded Coder 사용) 실시간 실행 프로파일링을 통해 전류 루프의 성능을 평가할 수 있습니다.

슬라이딩 모드 관측기를 구현한 생성 코드.

신속 제어 프로토타이핑(Rapid Control Prototyping)

Simulink Real-Time 및 Speedgoat 전기 모터 제어 키트를 사용하여 제어 알고리즘을 실시간으로 테스트할 수 있습니다. 이 키트는 Speedgoat 실시간 대상 하드웨어에서 아날로그 및 디지털 I/O를 통해 Motor Control Blockset으로 개발한 브러시리스 DC 모터 제어 알고리즘을 실행하고 테스트할 수 있는 완전한 소프트웨어/하드웨어 패키지로 이루어져 있습니다.

Speedgoat 전기 모터 제어 키트.

센서 디코더 및 관측기

센서 기반 모터 및 센서리스 모터 제어 알고리즘을 구현합니다.

센서 디코더

참조 예제를 사용하여 홀 센서 및 직각 위상 인코더의 오프셋을 보정할 수 있습니다. 그런 다음 센서 디코더 블록을 사용하여 홀 센서, 직각 위상 인코더 및 리졸버의 신호를 처리하여 회전자의 위치와 속도를 계산할 수 있습니다.

Motor Control Blockset의 센서 디코더 라이브러리.

관측기

Sliding Mode Observer 및 Flux Observer 블록을 사용하여 센서리스 자속기준제어를 구현할 수 있습니다. 이들 블록을 사용하여 측정된 전압과 전류로부터 PMSM의 회전자  전기적 위치와 기계적 속도를 계산할 수 있습니다. 자기 선속 및 기계 토크를 추정하고, 임베디드 코드를 생성하기에 앞서 시뮬레이션에서 관측기 파라미터를 조정하고 관측기 작동을 검증할 수 있습니다.

Sliding Mode Observer 블록을 사용한 위치 및 속도 추정.

제어기 자동 조정

전류 및 속도 루프 게인을 자동으로 조정합니다.

초기 제어기 조정

모터 및 인버터 파라미터를 기준으로 속도 및 전류 루프의 초기 PI 제어기 게인을 자동으로 계산할 수 있습니다. 함께 제공되는 스크립트를 사용하면 전류 루프의 근궤적, 보드 다이어그램 및 계단 응답을 계산하고 플로팅하여 전류 루프 동특성을 시간 및 주파수 영역에서 분석할 수 있습니다. (Control System Toolbox 사용)

계산된 컨트롤러 이득을 모터 하드웨어에서 테스트.

자속기준제어 자동 튜너

Field-Oriented Control Autotuner 블록을 사용하여 자속기준 컨트롤러의 속도 및 전류 루프 게인을 조정함으로써 각 루프의 지정 대역폭 및 위상 여유를 얻을 수 있습니다. (Simulink Control Design 사용) 시뮬레이션에서  플랜트 모델에 대해게인을 조정할 수 있습니다. Speedgoat 대상 컴퓨터를 사용하여 모터 구동 하드웨어에 대해 게인을 실시간으로 조정할 수도 있습니다. (Simulink Real-Time 사용)

Field-Oriented Controller Autotuner 블록.

모터 파라미터 추정

모터 파라미터를 자동으로 식별합니다.

내장된 계측테스트

모터에 대해 미리 정의된 테스트를 실행하는 참조 예제를 사용하여 모터의 고정자 저항, d축 및 q축 유도용량, 역기전력 상수, 관성 및 마찰 상수를 식별할 수 있습니다.

파라미터 추정 대시보드

호스트 컴퓨터에서 Simulink 모델의 파라미터 추정을 시작하고 제어할 수 있습니다. 그리고 이렇게 추정된 값을 파라미터화된 모터 모델에 저장하여 제어기 게인을 계산할 수 있습니다.

파라미터 추정 대시보드.

모터 모델

선형 평균값 모터 및 인버터 동특성을 모델링합니다.

모터 및 인버터 모델

선형 집중(lumped) 파라미터 모터 모델을 구현하는 블록을 사용하여 표면부착형 및 매입형 PMSM을 모델링하고 시뮬레이션할 수 있습니다. 계측 테스트에서 확인된 값으로 이러한 모델을 파라미터화할 수 있습니다. 제어기 모델을 모터 모델과 함께 제공되는 평균값 인버터 모델과 결합하여 빠른 폐루프 시뮬레이션을 구성할 수 있습니다.

PMSM 및 인버터 모델링.

Simscape Electrical을 사용한 고충실도 모델링

Simscape Electrical™을 사용하여 인버터에서 비선형 모터 동특성과 이상적인 또는 상세한 스위칭을 모델링 및 시뮬레이션할 수 있습니다. 비선형성과 스위칭 효과가 적용된 시뮬레이션을 사용하여 고충실도 모터 및 인버터 모델에 대해 자속기준제어 알고리즘을 테스트할 수 있습니다.

Simscape Electrical을 사용하여 모델링된 인버터 스위칭 동특성.

최신 기능

모터 제어 알고리즘

Park 변환, Clarke 변환, 공간 벡터 생성기, 약계자 및 기타 블록을 사용하여 자속기준제어 설계

참조 예제

자속기준제어 시뮬레이션 및 마이크로컨트롤러에서 구현할 빠르고 간결한 C 코드 생성 (Embedded Coder® 사용)

참조 예제

여러 모터 제어 하드웨어 키트를 사용하여 모터 회전

센서 디코더와 센서리스 추정기

센서 기반 모터 제어 및 센서리스 모터 제어 구현

제어기 자동 조정

전류 루프와 속도 루프 게인을 자동으로 조정 (Simulink Control Design 사용)

모터 파라미터 추정

모터 하드웨어를 사용하여 실험에서 모터 파라미터 식별

모터 모델

표면부착형 및 매입형 PMSM(영구 자석 동기 머신) 모델을 사용하여 폐루프 시뮬레이션에서 제어 알고리즘 검증

위 기능과 해당 함수에 대한 세부 정보는 릴리스 정보를 참조하십시오.