《基于模型的设计简化嵌入式电机控制 系统开发》.pdf

技术文章 加入我们 基于模型的设计简化嵌入式电机控制 系统开发 作者：Dara O ’ Sullivan 、Jens Sorensen 、Aengus Murray ，ADI公司 本文描述了围绕基于ARM® 的嵌入式电机控制处理器构建的基于 定义具有高级功能特性的各种模型。这些与仿真工具一同使用的 ( ) ( ) 模型设计 MBD 平台的详细情况。随后，本文提供最初部署的基 模型能够缩短原型设计、软件测试和硬件在环HIL 仿真的时间。 ( ) 本永磁同步电机 PMSM 控制算法示例，并介绍了方便的功能扩 通过仿真，我们能够立即发现各种规范差异和模型误差，不会等 展，以包含自动化系统的多轴位置控制。 到设计周期的后续环节才发现。为了优化整体代码生成过程，可 长期以来，系统和电路建模一直是电机控制系统设计的重要方 以加入自动代码生成来减少任何手动部署步骤，并进一步有助于 面。采用MBD方法后，电气、机械和系统级模型用于在构建和测 缩短整体产品上市时间。总而言之，MBD方法使设计师能够从更 试物理硬件前评估设计概念。MathWorks最新的仿真工具可以对 多经典设计方案开始扩展，以可控方式直接从模型创建转到仿 完整的嵌入式控制系统进行建模，包括电气电路和机械系统领 真、代码生成和HIL测试，无需重新设计整个系统就可对系统行 域。同时，嵌入式编码工具从控制系统模型生成C语言代码，将 为作出递增改变。 控制算法部署在嵌入式控制平台上。 本文中的实验性设置基于交流馈入闭合电机控制系统，如图1所示。该 这些工具实现了基于模型的设计过程，人们可以在最终硬件测试 系统表示一个功能完整的PMSM市电输入电机驱动，具有功率因数校正、 前先在仿真平台上进行设计并完全测试。成功构建MBD平台的关 完全控制、通信信号隔离和光学编码器反馈功能。该系统的核心是一个 键是分隔系统模型和嵌入式软件代码。一旦MBD平台使用已知算 ARM Cortex®-M4混合信号控制处理器，即ADI的ADSP-CM408 。它通过搭配IAR 法和系统进行测试后，便可开发新算法，并在仿真平台上以系统 和MathWorks公司的工具，实现完整的MBD平台部署。 工作极限安全地测试。 交流电机驱动系统建模 完整的设计流程 目标驱动系统是带有编码器位置反馈的PMSM ，连接三相交流电 MBD经过数十年的探讨，直到最近几年才发展为从模型创建到完 源逆变器，带有隔离式相位电流反馈。驱动控制算法部署在混合 整实现的完整设计流程。MBD是解决设计复杂嵌入式控制系统相