當前位置：基于模型的設計簡化嵌入式電機控制系統開發
本文描述了圍繞基于ARM的嵌入式電機控制處理器構建的基于模型設計(MBD)平臺的詳細情況。 隨后，本文提供最初部署的基本永磁同步電機(PMSM)控制算法示例，并介紹了方便的功能擴展，以包含自動化系統的多軸位置控制。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201610/306584.htm長期以來，系統和電路建模一直是電機控制系統設計的重要方面。 采用MBD方法后，電氣、機械和系統級模型用于在構建和測試物理硬件前評估設計概念。 MathWorks最新的仿真工具可以對完整的嵌入式控制系統進行建模，包括電氣電路和機械系統領域。 同時，嵌入式編碼工具從控制系統模型生成C語言代碼，將控制算法部署在嵌入式控制平臺上。
這些工具實現了基于模型的設計過程，人們可以在最終硬件測試前先在仿真平臺上進行設計并完全測試。 成功構建MBD平臺的關鍵是分隔系統模型和嵌入式軟件代碼。 一旦MBD平臺使用已知算法和系統進行測試后，便可開發新算法，并在仿真平臺上以系統工作極限安全地測試。
完整的設計流程
MBD經過數十年的探討，直到最近幾年才發展為從模型創建到完整實現的完整設計流程。 MBD是解決設計復雜嵌入式控制系統相關問題的數學和可視化方法。
設計師無需使用復雜的結構和大量軟件代碼，通過連續時間和離散時間構建模塊，就可以使用MBD定義具有高級功能特性的各種模型。 這些與仿真工具一同使用的模型能夠縮短原型設計、軟件測試和硬件在環(HIL)仿真的時間。
通過仿真，我們能夠立即發現各種規范差異和模型誤差，不會等到設計周期的后續環節才發現。 為了優化整體代碼生成過程，可以加入自動代碼生成來減少任何手動部署步驟，并進一步有助于縮短整體產品上市時間。 總而言之，MBD方法使設計師能夠從更多經典設計方案開始擴展，以可控方式直接從模型創建轉到仿真、代碼生成和HIL測試，無需重新設計整個系統就可對系統行為作出遞增改變。
本文中的實驗性設置基于交流饋入閉合電機控制系統，如圖1所示。該系統表示一個功能完整的PMSM市電輸入電機驅動，具有功率因數校正、完全控制、通信信號隔離和光學編碼器反饋功能。 該系統的核心是一個ARM Cortex?-M4混合信號控制處理器，即ADI的ADSP-CM408。 它通過搭配IAR和MathWorks公司的工具，實現完整的MBD平臺部署。
交流電機驅動系統建模
目標驅動系統是帶有編碼器位置反饋的PMSM，連接三相交流電源逆變器，帶有隔離式相位電流反饋。 驅動控制算法部署在混合信號專用信號處理器(ASSP)，包含外設，可捕獲電機反饋信號并控制