Разработка системы бездатчикового векторного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Жилиготов, Руслан Игоревич

• Жилиготов, Руслан Игоревич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Жилиготов, Руслан Игоревич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Анализ методов управления синхронным двигателем с постоянными магнитами

1.1 Синхронный двигатель с постоянными магнитами: описание работы, основные уравнения

1.2 Система векторного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами

1.3 Система прямого управления моментом

1.4 Бездатчиковое векторное управление СДПМ

1.5 Виды наблюдателей состояния

1.6 Постановка задач диссертационной работы

ГЛАВА 2. Разработка модели бездатчиковой системы векторного управления для проведения исследования методами математического моделирования

2.1Алгоритмы работы релейного регулятора

2.2 Моделирование наблюдателя в Matlab Simulink

2.3 Модель СДПМ в Matlab Simulink

2.4 Разработка модели для настройки наблюдателя

2.5 Модель системы векторного управления СДПМ с использованием наблюдателя

2.6 Результаты моделирования системы векторного управления СДПМ

2.7 Выводы по главе

ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования системы бездатчикового векторного управления СДПМ

3.1 Методика проведения эксперимента

3.2 Разработка модели с блоками поддержки процессоров Texas Instruments

для получения рабочего кода микроконтроллера

3.3 Результаты экспериментов

3.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение 1 Листинг расчета вводных данных модели векторной бездатчиковой системы управления

Приложение 2Разводка контактов на платах микроконтроллера и инвертора

Приложение 3 Скомпилированный код микроконтроллера

Приложение 4 Акт внедрения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка системы бездатчикового векторного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности.

Применение синхронных двигателей с постоянными магнитами в последнее время получает все большее распространение. В отличие от трехфазных асинхронных двигателей, двигатели с постоянными магнитами не имеют обмотки ротора, однако, что очевидно из их названия, оснащены постоянными магнитами. В частности, если взять наиболее простой случай, статор имеет такую же форму, что и в асинхронном двигателе.

Двигатели с постоянными магнитами являются синхронными, что указывает на отсутствие скольжения между вращающимися полями ротора и статора, что отличает их от трехфазных асинхронных двигателей. Постоянные магниты обеспечивают необходимую намагниченность ротора без соответствующих потерь, что повышает эффективность этого типа двигателя по сравнению с асинхронным. Эта технология применяется уже давно для производства сервоприводов. Поскольку для производства магнитов необходимы дорогостоящие материалы, до недавнего времени цена таких двигателей была очень высокой, к тому же, спрос значительно превышал предложение. Тем не менее, в течение последних двух лет наблюдается значительное снижение цен. Отчасти это связано с открытием новых источников необходимого сырья.

В режиме работы при пониженной скорости двигатели с постоянными магнитами являются более эффективными, чем асинхронные двигатели. На практике современный двигатель с постоянными магнитами достигает классов эффективности от 1Е3 до 1Е4.

По сравнению с асинхронным двигателем аналогичного класса эффективности, например, 1Е3, размер двигателя с постоянными магнитами в два раза меньше стандартного. Двигатели данного типа могут работать с помощью одного только преобразователя частоты, при условии, что он оснащен соответствующей системой управления. Действительно, работа

двигателя с постоянными магнитами осуществляется, как правило, с применением электронного контроллера. Некоторые типы двигателей имеют короткозамкнутую обмотку на роторе и могут работать без преобразователя с использованием асинхронного способа пуска, однако такой тип двигателей менее эффективен.

К недостаткам этих двигателей относятся риск размагничивания при высоких значениях тока и температуры, что, однако, редко встречается на практике; а также проблемы, связанные с ремонтом двигателя. Вследствие наличия сильных магнитов в роторе процесс извлечения ротора из статора является сложным и требует применения специальных инструментов.

Существенным недостатком двигателей с постоянными магнитами является необходимость использования преобразователя частоты или контроллера. Контроллер должен также принимать сигнал позиционной обратной связи для того, чтобы оптимально адаптировать магнитное поле посредством переключения ключей инвертора. Вот почему такие системы часто оснащены энкодером. Поэтому во всем мире проводятся интенсивные работы по созданию синхронных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов без датчика положения ротора, в которых определение углового положения ротора осуществляется системой управления. Системы бездатчикового синхронного электропривода строятся на основе цифровых сигнальных процессоров.

На данный момент наибольшее распространение получили системы векторного управления СДПМ. Векторное управление широко применятся в процессах, где необходимо точное поддержание скорости или момента и обеспечивает отсутствие пульсаций момента в отличие от систем БТС (прямое управление моментом). Применение векторной системы управления для СДПМ лежит в русле современных представлений о надежном и качественном электроприводе. В свою очередь, современные микропроцессорные средства позволяют реализовать алгоритмы векторного

управления предельно быстро, эффективно, относительно недорого, и поэтому не влияют на конечную стоимость изделия.

Сегодня системы управления предоставляют настолько широкий набор функции, что их можно назвать интеллектуальными системами управления электроприводом. Под интеллектом подразумевается набор качеств, способствующих автономному выполнению технологической задачи с минимальным вниманием со стороны обслуживающего персонала. Это алгоритмы самодиагностики и выявления неисправностей, выполнение локальной задачи автоматизации с передачей информации в систему верхнего уровня, возможность работы в нескольких режимах управления, при неисправности переключаться на другие возможные режимы, надежность алгоритмов управления двигателем с возможностью перехода на другие алгоритмы при неисправности основного.

Задачи такого рода успешно решаются с помощью дискретных управляющих автоматов. Однако существует особый род задач, связанный непосредственно с управлением двигателем и надежностью такого управления - это резервирование датчика положения вала. Во-первых, установка датчика положения приводит к увеличению стоимости изделия. Стоит также отметить, что если для маломощных двигателей задача сопряжения датчика положения решается просто, то для мощных двигателей существует ряд серьезных ограничений. Сопряжение вала двигателя и датчика положения не всегда возможно, а если возможно, то требует серьезной настройки. Кроме этого, датчик в процессе работы подвергается различного рода факторам - нагрев, электромагнитные помехи, вибрация.

Линия передачи данных подвержена влиянию электромагнитных помех. Узел микроконтроллера, принимающий и обрабатывающий сигнал, также имеет конечную надежность. Все это ставит под вопрос надежность работы датчиковой системы управления двигателем, и рождает такое направление, как управление без датчика положения - бездатчиковое управление. В настоящее время в мире ведутся разработки и исследования

различных вариантов построения бездатчиковых систем. Это касается практически всех типов двигателей переменного тока - асинхронного, синхронного, вентильно-индукторного.

Большой вклад в развитие алгоритмов управления и реализацию их на практике внесли ученые С.В. Дракунов, Д.В. Ефимов, Ж. Ла-Салль, А.Е. Козярук, С.А. Краснова, В.А. Уткин, Р.Т. Шрейнер, Depenbrock M, Edwards C., Janiszewski D., Morimoto S., Ortega R., Kubota H., Zhang Y.

В ходе работы предполагается разработать алгоритм идентификации положения для создания бездатчиковой векторной системы управления. На основе опыта крупнейших мировых фирм и исследовательских институтов было изучено и проанализировано несколько подходов и вариантов построения таких систем.

Для того чтобы выяснить, насколько данные подходы оправданы и выявить наиболее эффективный метод управления, необходимо разработать несколько математических моделей и провести моделирование в среде Matlab Simulink. В ходе работы также требуется изучить дополнительную математическую базу для исследования устойчивости системы управления и определения влияния изменений параметров двигателя на качество регулирования. Полученные алгоритмы должны быть реализованы с использованием микропроцессорной техники, для чего требуется провести теоретическое и экспериментальное исследование разработанной системы.

Особенностью данной работы также является использование наблюдателей состояния на основе скользящего режима. Они обладают рядом привлекательных свойств с точки зрения построения систем автоматического управления. Одна из особенностей, связанная с независимостью их от характеристик управляемого объекта, дает возможность наделить их желаемыми свойствами. Существование теории релейных систем, систем с переменной структурой при реализации законов оптимального управления, приводит к необходимости изучения общей теории дифференциальных уравнений с разрывными частями, для которых в

общем случае неприемлемы методы классической теории дифференциальных уравнений.

Объектом исследования является бездатчиковый электропривод на основе синхронного двигателя с постоянными магнитами.

Предметом исследования являются методы и алгоритмы управления в бездатчиковом электроприводе.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является разработка системы бездатчикового векторного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами с использованием наблюдателя состояния, работающего на скользящих режимах и, тем самым, обеспечивающего устойчивость к дрейфу параметров объекта управления. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать наблюдатель состояния СДПМ, работающий на скользящих режимах, для повышения устойчивости системы управления к изменению параметров двигателя, таких как активное сопротивление статора, индуктивность обмоток статора.

2. Разработать математическую модель наблюдателя. Произвести настройку наблюдателя с использованием полученной модели.

3. Разработать математическую модель системы управления с использованием наблюдателя, работающего на скользящих режимах. Провести исследование работы разработанной системы управления -определить эффективный диапазон работы, проверить качество регулирования.

4. Разработать модель системы векторного бездатчикового управления СДПМ с использованием наблюдателя, работающего на скользящих режимах, с применением блоков поддержки процессоров Texas Instruments c2000 для получения рабочего кода микроконтроллера. Произвести проверку результатов моделирования посредством экспериментальных исследований.

Научная новизна

1. Разработан наблюдатель углового положения ротора синхронного двигателя с постоянными магнитами, работающий на скользящих режимах. Применение указанного наблюдателя в составе системы векторного управления СДПМ позволяет обеспечить ошибку не более 40 при вычислении угла положения ротора двигателя, погрешность определения скорости двигателя при этом составляет 5%. Диапазон регулирования по скорости составляет 0.03 - 1.

2. Разработана математическая модель системы бездатчикового векторного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами с использованием наблюдателя, работающего на скользящих режимах. Модель позволяет определить качество регулирования системы векторного управления с использованием наблюдателя, работающего на скользящих режимах. По результатам моделирования при изменении активного сопротивления и индуктивности статора, ошибка вычисления угла положения ротора не превышает 100. Результаты моделирования показывают устойчивость системы управления при переходных процессах: разгоне с 0.5 до 1 номинальной скорости, наброс момента нагрузки с 0.5 до 1 номинальной величины. При этом в наблюдателе происходит переходный процесс, в ходе которого ошибка вычисления угла минимизируется за время, не превышающее 0.03 с.

3. Разработана математическая модель системы бездатчикового векторного управления с использованием наблюдателя, работающего на скользящих режимах, с применением блоков поддержки процессоров Texas Instruments серии C2000, позволяющая реализовать и протестировать разработанный алгоритм управления.

Теоретическая значимость работы заключаются в разработке: - структуры наблюдателя угла положения ротора СДПМ с применением скользящих режимов;

- математической модели системы векторного управления с использованием наблюдателя состояния, работающего на скользящих режимах;

Методы исследования. Теоретические исследования основаны на разработке математических моделей системы векторного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами, осуществления численного моделирования в специализированном программном обеспечении Matlab Simulink и анализе полученных результатов. Экспериментальные исследования режимов работы СДПМ, регистрация данных во времени об основных характеристиках СДПМ с использованием АЦП при изучении полученной системы управления, анализ полученных результатов. Сравнительный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Обоснованность и достоверность научных положений, изложенных в диссертации, базируется на применении общеизвестных положений теории электропривода, методов численного моделирования с привлечением специализированного программного обеспечения для моделирования физических процессов и согласованности результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Положения, выносимые на защиту:

1. Наблюдатель углового положения и скорости ротора СДПМ, работающий на скользящих режимах и обладающий устойчивостью к дрейфу параметров двигателя (активное сопротивление и индуктивность обмотки статора).

2. Математическая модель системы векторного бездатчикового управления с использованием наблюдателя состояния, работающего на скользящих режимах, позволяющая провести отладку режимов работы электропривода.

3. Режимы эффективной работы алгоритма бездатчикового векторного управления с использованием наблюдателя состояния, работающего на

скользящих режимах: устойчивость к изменению параметров статора СДПМ (активное сопротивление и индуктивность статора).

Практическая значимость работы заключаются в применении полученного алгоритма управления для управления электроприводом, выполняющим ряд таких задач, как: поддержание частоты вращения рабочего механизма с высокой точностью без применения датчиков скорости, поддержание момента вращения (натяжения), косвенное определение момента нагрузки, бездатчиковое управление электроприводами с большим диапазоном изменения скорости.

Апробация и реализация результатов исследований. Основные результаты работы доложены и обсуждены на следующих международных и российских конференциях, симпозиумах, формах, семинарах: Международная конференция «2017 IEEE CONFERENCE OF RUSSIAN YOUNG RESEARCHES IN ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING» (Россия, Санкт-Петербург, 1-3.02.2017); Международная конференция «Инновации и перспективы развития горного машиностроения и электромеханики: IPDME-2017» (Россия, Санкт-Петербург, 23-24.03.2017); Х Всероссийская научная конференция «Наука. Технологии. Инновации» (Россия, Новосибирск, 05-09.12.2016); II Международная научно-практическая конференция «Мехатроника, автоматика и робототехника» (Новокузнецк, 22.02.2018); XLIII Научный форум с международным участием «Неделя науки СПбПУ» (Россия, Санкт-Петербург, 01-06.12.2014); XLIV Научный форум с международным участием «Неделя науки СПбПУ» (Россия, Санкт-Петербург, 30.11.-05.12.2015); XLV Научный форум с международным участием «Неделя науки СПбПУ» (Россия, Санкт-Петербург, 14-19.11.2016).

Полученные в работе теоретические закономерности и практические результаты были использованы:

- при выполнении НИР в рамках хоздоговорной работы с АО «Новая ЭРА» (с 01.04.2016 г. по настоящее время);

- при выполнении НИР в ООО «Научно-производственный центр «Судовые электротехнические системы».

Публикации по теме диссертации. Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 2 работы в ведущих рецензируемых изданиях, включенных в действующий Перечень ВАК; 7 работ в других изданиях.

1. Zhiligotov, R.I. Development of the sensorless control system BLDC motor / R.I. Zhiligotov, V.Y. Frolov // В сборнике: Proceedings of the 2017 IEEE Russia Section Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference, ElConRus 2017. — 2017. — 7910749. - С. 1109-1111. DOI: 10.1109/EIConRus.2017.7910749 (рекомендовано ВАК, индексируется в базе SCOPUS).

2. Фролов В.Я. Разработка системы бездатчикового векторного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами в Matlab Simulink / В.Я.Фролов, Р.И.Жилиготов // Записки Горного института. 2018. Т. 229. -С. 92-98. DOI: 10.25515/PMI.2018.1.000 (рекомендовано ВАК).

3. Жилиготов Р.И. Моделирование векторного управления вентильным двигателем в Matlab Simulink / Фролов В.Я. // НАУКА ТЕХНОЛОГИИ ИННОВАЦИИ Сборник научных трудов г. Новосибирск, 05-09 декабря 2016 г. в 9-и частях Часть 5 Изд-во НГТУ, 2016. - С. 118-119.

4. Фролов В.Я. Применение скользящих режимов в наблюдателях состояния синхронных двигателей с постоянными магнитами / В.Я. Фролов, Р.И. Жилиготов // Мехатроника, автоматика и робототехника: Материалы международной научно-практической конференции. -Новокузнецк: НИЦ МС, 2018. - No2. - С. 80-82.

5. Жилиготов Р.И. Векторное управление синхронным двигателем с постоянными магнитами на базе микроконтроллера texas instruments c2000 / Р.И. Жилиготов, В.Я. Фролов // Инновации и перспективы развития горного

машиностроения и электромеханики: IPDME-2017 Сборник научных трудов международной научно-технической конференции. Научные редакторы В.В. Максаров, В.В. Габов. - Санкт-Петербург, 2017. - С.144-147.

6. Чуркин А.А. Повышение энергоэффективности промышленных электроприводов. / Чуркин А.А., Жилиготов Р.И. // Неделя науки СПбГПУ: материалы научно-практической конференции с международным участием. -Санкт-Петербург, 2016. - Часть 2. - С. 147-151.

7. Колесов А.Н. Моделирование и анализ асинхронного двигателя для повышения электромагнитной совместимости/ Колесов А.Н., Жилиготов Р.И. // Неделя науки СПбГПУ: материалы научно-практической конференции с международным участием. - Санкт-Петербург, 2015. - Часть 2. - С. 165-168.

8. Киршин Н. А. Моделирование и анализ асинхронного двигателя с векторным управлением с ориентированием по потокосцеплению ротора/ Киршин Н. А., Жилиготов Р.И. // Неделя науки СПбГПУ: материалы научно-практической конференции с международным участием. - Санкт-Петербург, 2015. - Часть 2. - С. 168-171.

9. Жилиготов Р.И. Моделирование векторного управления асинхронного двигателя в Matlab Simulink/ Даукаев Д.А., Жилиготов Р.И., Фролов В.Я. // Неделя науки СПбГПУ: материалы научно-практической конференции с международным участием. - Санкт-Петербург, 2014. - Часть 1. - С. 192-194.

Личный вклад. Автор на всех этапах работы непосредственно участвовал в постановке задачи, разработке математической модели системы управления синхронным двигателем с постоянными магнитами, выборе методик расчётов теоретических параметров, разработке схемы экспериментального исследования и методов диагностики, монтаже экспериментального оборудования, разработке алгоритма регистрации данных, обработке результатов численного моделирования и экспериментального исследования, а также формировании выводов по выполненной работе.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего 85 наименований, и 4 приложений. Полный объем диссертации - 121 страница, в том числе рисунков - 65,таблиц - 1.

ГЛАВА 1. Анализ методов управления синхронным двигателем

с постоянными магнитами

1.1 Синхронный двигатель с постоянными магнитами: описание работы,

основные уравнения

Синхронный двигатель с постоянными магнитами представляет собой плохо демпфированную систему, поэтому работать от сети переменного тока подобно асинхронному двигателю он не может[3,10,13, 16, 40]. По этой причине СДПМ питается от управляемого инвертора. В русскоязычной литературе часто можно встретить понятие «вентильный привод», такое название введено по причине того, что инвертор содержит переключаемые элементы - вентили. Однако, вентильный привод - это не всегда привод с использованием СДПМ, помимо этих машин в вентильном приводе используются безколлекторные двигатели постоянного тока (brushless direct current motor или BLDC в зарубежной литературе) [3,4,8]. Данные типы двигателей отличаются обмотками статора - у СДПМ распределенная обмотка, у БДПТ - сосредоточенная, соответственно форма противо-ЭДС у синхронной машины - синусоидальная, а у безколлекторного двигателя -меандр.

Рассматривая процессы, протекающие в СДПМ, следует использовать данные уравнения[3,42,46]: Уравнения потоков:

= Ls • ia • cosV (1.1)

^b = L • ib r • cos

V ^

V 3 у

f

W= L • L +¥ • cos

V 3 у

(1.2)

(1.3)

где = const - поток, созданный постоянными магнитами, Ls -индуктивность фазы статора, i -ток фазы статора, V - угол положения ротора.

Уравнения равновесия обмоток статора:

а я а

& Ч

и„ - я ■ к. +

& & Ч

иъ - Я ■ Ь +

и = Я ■ /с +

ж

в Ч

&

(1.4)

(1.5)

(16)

где [/ - напряжение, приложенное к обмотке статора, - активное сопротивление обмотки статора.

Большинство методов управления электрическими двигателями разработаны для двухфазной обобщенной электрической машины. Это является удобным, так как конфигурация системы управления в меньшей мере зависит от параметров двигателя (числа фаз, числа пар полюсов). Поэтому необходимо воспользоваться фазными преобразованиями, полученными из условия сохранения амплитуды токов и напряжения двухфазной и трехфазной модели [3,16]:

10 0

а в

о ±

. Тз Тз_

(1.7)

Запишем уравнения в ортогональных осях, связанных с неподвижным статором[3, 42, 46]:

& Ч

(1.8)

иа= Я, ■ 1а +

с1г

^а= к ■ ¡а+Чг ■ 008(в)

Чр- 4 ■ Р+Ч ■ 81П(в)

(1.9) (1.10) (111)

Для синхронных машин уравнения удобно переписать в осях вращающихся вместе с ротором двигателя. В этом случае частота изменения электрических величин, связанная с вращением, будет равна нулю[10,42]:

- Я

= К ■ - + -оЯ -

- - (1.12)

- Я -

и = К ■ I. +-- +

(1.13)

q s q dt

Коэффициент л/3 получается из условия равенства мощностей трехфазной и обобщенной электрической машины [3,16] Выражения для потокосцеплений:

=Яг + Тз ■ 7- (1.14)

Я = Т ■ 7

т - Т (1.15)

Подставив в выражения (1.12)-(1.13) уравнения для потокосцеплений, получим:

-7

и- = К ■ 7- + -оЯ-

- - (1.16)

din

Uq = * • >q+■

Электромагнитный момент в осях «a,ß »:

(1.17)

М = Яа ■ 7р Яр ■ 7а (118)

в осях

м~ ~ ■ ></) = ■+ К • ',/ ■~ К •• ',/ = ■(1 ]9)

Исходя из представленных уравнений, можно сделать вывод о том, что изменение угла коммутации или напряжения питания позволяет регулировать момент двигателя, однако наилучшие энергетические показатели будут достигаться при таком управлении, когда ток ^ = 0, тогда в

двигателе будет протекать лишь моментообразующий ток ¡д, и потери будут

минимальными[16]. Исключением из этой стратегии управления синхронным

двигателем может быть режим размагничивания, когда для достижения большей скорости вводят ток по оси d, тем самым снижая поток ротора и уменьшая противо-ЭДС и позволяя двигателю вращаться с большей скоростью при том же напряжении [10].

В настоящее время существуют две наиболее распространенные системы управления для электроприводов с синхронным двигателем с постоянными магнитами - это векторное полеориентированное управление (field oriented control или FOC в англоязычной литературе) и прямое управление моментом (direct torque control или DTC в англоязычной литературе)[1,53]. Отметим, что оба способа управления являются векторными, однако, при употреблении термина «векторное управление» обычно подразумевается именно полеориентированное управление. Эти системы были разработаны в начале 80-х годов ХХ века и до сих пор остаются актуальными. Обе системы контролируют момент и магнитный поток для точной отработки заданной траектории движения. Такие системы управления используются в промышленных установках, хотя до настоящего времени нет единого мнения, какая из них лучше.

1.2 Система векторного управления синхронным двигателем с

постоянными магнитами

Из уравнения (1.19) следует, что момент двигателя определяется только током статора по оси q. Это значит, что в координатных осях d,q задавая и обеспечивая системой регулирования ток по оси q, можно будет регулировать момент и, следовательно, скорость двигателя[2, 4, 8,16, 32, 48, 72, 84].

Структурная схема системы векторного управления представлена на рис. 1.1. В структуре присутствуют два независимых регулятора тока и регулятор скорости. В качестве регуляторов тока обычно используются классические ПИ-регуляторы, отказ от применения ПИД-регуляторов

обусловлен наличием шумов в токовых контурах, в качестве регулятора скорости можно применять как ПИ, так и ПИД регуляторы.

Рисунок 1.1 Структура векторного датчикового управления для трехфазной синхронной

машины[24]

Блок координатных преобразований в своем составе содержит преобразование Кларк - переход от трехфазной системы к осям а,в (рис.1.2) и преобразование Парка - переход от а,в к осям (рис.1.3)[3,10,13]. Блок фазных преобразований вычисляет ток фазы с как сумму двух других с обратным знаком:

К = -( К + Ч) (1.20)

Рисунок 1.2 Преобразование Кларк - переход к осям обобщенной электрической

машины[24]

Рисунок 1.3 Преобразование Парка - переход из неподвижных осей а и в, связанных со статором двигателя, к вращающимся осям ё и д, связанных с ротором[24] Таким образом, применяя преобразования Кларк и Парка, добиваемся того, что регуляторы работают в статическом режиме: токи М и а также того, что выходы регуляторов в установившемся режиме постоянны [16].

Основной принцип системы прямого управления моментом - выбор вектора напряжения на статоре по заранее заданной таблице значений. Этот принцип может быть реализован при помощи гистерезисных регуляторов потокосцепления статора и момента, как например, в работах [3,40, 50,53,83]. Структура системы прямого управления моментом представлена на рис.1.4.

а

а

а

1.3 Система прямого управления моментом

Рисунок 1.4 Структура прямого управления моментом[74] Алгоритм работы системы DTC строится следующим образом. Вначале каким-либо образом определяются вектор потокосцепления статора Т и электромагнитный момент М. Затем модуль вектора и момент сравниваются

1ТГ * *

с заданными значениями Т* и М , после чего с помощью компараторов, называемых релейными регуляторами, формируются логические сигналы ошибки и ^ [16,42]. Обычно для управления модулем

потокосцепления используют релейный регулятор с гистерезисом Ду[42]:

+1 ^ -1 ^

т

Т -Т I >+Ат

(1.21)

-|Т <-Ат

а для управления моментом - релейный регулятор с гистерезисом Аот и зоной нечувствительности [42]:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Жилиготов, Руслан Игоревич, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Андреев Н. К. Прямое управление моментом в электроприводе скважин штанговых насосных установок / Н. К. Андреев, Р. Т. Ахметгаряев // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2011. - № 910. - С. 100-104.

[2] Андриевский Б. Р. Избранные главы теории автоматического управления / Б. Р. Андриевский, А. Л. Фрадков - СПб. : Наука, 2000. - 467 с.

[3] Анучин А.С. Системы управления электроприводов: учебник для вузов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2015. - 373с.

[4] Анучин А.С. Разработка системы управления многофазного вентильно-индукторного привода с промежуточным регулируемым звеном постоянного тока: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М., 2004. - 200 с.

[5] Балакришнан А. Теория фильтрации Калмана / А. Балакришнан. -М.: Мир,1988. - 186 с.

[6] Бесекерский В. А. Цифровые автоматические системы / В. А. Бесекерский. - М. : Наука, 1988. - 576 с.

[7] Букреев В. Г. Математическое обеспечение адаптивных систем управления электромеханическими объектами / В. Г. Букреев. - Томск: Изд -во ТПУ, 2002. - 132 с

[8] Бычков М.Г. Элементы теории вентильно-индукторного электропривода.// М.: Электричество. - 1997.- №8 - С.35- 44..

[9] Васильев, Е. М. Синтез адаптивных наблюдателей с разделением движений / Е. М. Васильев, К. Ю. Гусев // Электротехнические комплексы и системы. - 2009. - №2. - С. 55-58.

[10] Виноградов А. Б. Векторное управление электроприводами переменного тока / ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В. И. Ленина». - Иваново, 2008. - 298с.

[11] Гостев В. И. Нечёткие регуляторы в системах автоматического управления / В. И. Гостев -К.: Радиоаматор, 2008. -972 с.

[12] Гостев В. И. Проектирование нечётких регуляторов для систем автоматического управления / В. И. Гостев -СПб. : БХВ -Петербург, 2011.416 с.

[13] Донской Н. В. Регулируемые электроприводы переменного тока/ Н. В. Донской. - Чебоксары: Изд-во Чувашского ун-та,2007. - 204 с.

[14] Дорф Р. Современные системы управления / Р. Дорф, Р. Бишоп -М. : Лаборатория Базовых Знаний, 2002. - 832 с.

[15] Ефимов Д. В. Робастное и адаптивное управление нелинейными колебаниями / Д.В. Ефимов - СПб. : Наука, 2005. - 314 с.

[16] Калачев Ю.Н. Векторное регулирование (заметки практика) / Ю. Н. Калачев -М.: ЭФО, 2013, 72с.

[17] Калачев Ю.Н. Наблюдатели состояния в вектором электроприводе / Ю.Н. Калачев - М. 2015. - 81с.

[18] Ковач К. П. Переходные процессы в машинах переменного тока/ К. П. Ковач. И. Рац - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 744 с.

[19] Кочетков, С. А. Методы повышения точности регулирования в системах с разрывными управлениями: дис. докт. техн. наук: 05.13.01 / С.А. Кочетков - Москва, 2014. - 299 с.

[20] Краснова С. А. Каскадный синтез наблюдателей состояния динамических систем / С. А. Краснова, В. А. Уткин - М. : Наука, 2006. - 272 с.

[21] Краснова, С. А. Структурный подход к робастному управлению / С. А. Краснова, В. А. Уткин, Т. Г. Сиротина // Автоматика и телемеханика. -2011. - №8. - С. 65-95.

[22] Круглов В. В. Нечёткая логика и искусственные нейронные сети / В. В. Круглов, М. И. Дли, Р. Ю. Голунов. - М. : Физматлит, 2001. - 221 с.

[23] Ла-Салль Ж. Исследование устойчивости прямым методом Ляпунова / Ж. Ла-Салль, С. Левшец. - Л. : Мир, 1964. - 168 с.

[24] Лашкевич М. М. Векторное управление электродвигателем «на пальцах» //geektimes.ru: ежедн. интернет-изд. 2016. 21 янв. URL: https://geektimes.ru/company/npf_vektor/blog/269486/ (дата обращения: 10.02.2018).

[25] Лицин К. В. Высокочастотная инжекция сигналов при бездатчиковом методе определения углового положения ротора синхронного двигателя/ К.В. Лицин, С.Н. Басков // Russian Internet Journal of Industrial Engineering. 2013. №1 URL: http://www.indust-engineering.ru/issues/2013/2013-1-4.pdf (дата обращения: 10.02.2018).

[26] Ляпунов Л. М. Общая задача об устойчивости движения / Л.М. Ляпунов. - М. : Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1950. - 473 с.

[27] Мочкорж И. Математические принципы нечёткой логики / И. Мочкорж, В. Новак , И. М. Перфильева. - М. : Физматлит, 2006. - 352 с.

[28] Мышляеев Ю. Г. Алгоритмы адаптивного управления на основе настраиваемого скользящего режима: дис. канд. техн. наук: 05.13.01 / Ю. Г. Мышляеев. - Тула, 2009. - 169 с.

[29] Нгуен Кьем Чьен, Разработка и сравнительное исследование адаптивных систем управления электроприводами с упругими и нелинейными свойствами: дис. канд. техн. наук: 05.09.03 / Нгуен Кьем Чьен. - Санкт-Петербург, 2012. - 221 с.

[30] Пегат А. Нечёткое моделирование и управление / А. Пегат. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. - 800 с.

[31] Поляк Б. Т. Робастная устойчивость и управление / Б. Т. Поляк, П. С. Щербаков. - М. : Наука, 2002. - 303 с.

[32] Поляков В. Н. Энергоэффетивные режимы регулируемых электроприводов: дис. докт. техн. наук: 05.09.03 / В. Н. Поляков. -Екатеринбург, 2009. - 510 с.

[33] Поляхов Н. Д. Нечёткие системы управления / Н. Д. Поляхов , И. А. Приходько. - СПб. : Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2003. - 48 с.

[34] Пупков К. А. Методы классической и современной теории автоматического управления / К. А. Пупков, Н. Д. Егупов. - М. : Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - Т.1: Методы современной теории автоматического управления. - 656 с.

[35] Пупков К. А. Методы классической и современной теории автоматического управления / К. А. Пупков, Н. Д. Егупов. - М. : Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - Т.2 : Статическая динамика и идентификация систем автоматического управления. - 640 с.

[36] Пупков К. А. Методы классической и современной теории автоматического управления / К. А. Пупков, Н. Д. Егупов. - М. : Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - Т.4 : Теория оптимизации систем автоматического управления. - 742 с.

[37] Резков И. Г. Адаптивные регуляторы с конечно-частотной идентификацией: дис. канд. техн. наук: 05.13.01 / И. Г. Резков. - Москва, 2014. - 93 с.

[38] Рывкин С. Е. Синтез систем управления автоматизированными синхронными электроприводами с использованием скользящих режимов: дис. докт. техн. наук: 05.13.06 / С. Е. Рывкин. - Москва, 2006. - 370 с.

[39] Рывкин С. Е. Скользящие режимы в задачах управления автоматизированным синхронным электроприводом / С. Е. Рывкин. - М. : Наука, 2009. - 240 с. 65. Синтез регуляторов и теория оптимизации систем автоматического управления / Под ред. Н. Д. Егупова.- М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 616 с.

[40] Терехов В. М. Система управления электроприводов / В. М. Терехов, О. И. Осипов - М. : ИЦ «Академия»,2006. - 304 с.

[41] Усков А. А. Интеллектуальные технологии управления. Искусственные нейронные сети и нечёткая логика / А. А. Усков, В. В. Кузьмин. - М. : Горячая линия - Телеком,2004. - 143 с.

[42] Усольцев А.А. Электрический привод/Учебное пособие. СПб: НИУ ИТМО, 2012, - 238 с.

[43] Уткин В. И. Скользящие режимы в задачах оптимизации и управления / В. И. Уткин. - М. : Наука, 1981. - 167 с.

[44] Уткин В. И. Скользящие режимы и их применение в СПС / В. И. Уткин. - М. : Наука, 1974. - 272 с.

[45] Уткин А. В. Синтез динамических систем управления по выходным переменным на основе блочного подхода: дис. канд. техн. наук: 05.13.01 / А. В. Уткин. - Москва, 2007. - 162 с.

[46] Фираго Б.И. Регулируемые электроприводы переменного тока / Б. И. Фираго, Л. Б. Павлячик - Мн.: Техноперспектива, 2006. 363 с.

[47] Филиппов, А. Ф. Дифференциальные уравнения с разрывной правой частью / А. Ф. Филиппов. - М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. - 255 с.

[48] Шрейнер, Р. Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты / Р. Т. Шрейнер. - Екатеринбург: УРО РАН, 2000. - 654 с.

[49] Barambones O. An Adaptive Sliding Mode Control Law for Induction Motors Using Field Oriented Control Theory / O. Barambones, A. J. Garrido, F. J. Maseda, P. Alkorta // IEEE International Symposium on Intelligent Control .2006. P. 1008-1013.

[50] Busca C. Open loop low speed control for PMSM in high dynamic applications. - Aalborg, Denmark: Aalborg universitet. 2010. 119 p.

[51] Chen Z. An extended electromotive force model for sensorless control of interior permanentmagnet synchronous motors / Z. Chen, M. Tomita, S. Doki, S. Okuma // IEEE Trans. Industrial Electronics, vol. 50, no. 20, Apr 2003, pp. 288295.

[52] DeCarlo R. A. The Control Handbook: a Volume in the Electrical Engineering Handbook Series, Chapter 50, Variable Structure, Sliding Mode Controller Design / R.A. DeCarlo, S Zak, SV Drakunov, // CRC Press, Inc, 2011,p. 257.

[53] Depenbrock M. Direct Self Control of Inverter-Fed Induction Machines/ M. Depenbrock // IEEE Trans. on Power Electr. . 1988. P. 420-429.

[54] Dodds J. S. Sensorless Induction Motor Drive with Independent Speed and Rotor Magnetic Flux Control. Part 1. Theoretica Background / J. S. Dodds, V. A. Utkin, J. Vittek // Journal of Electrical Engineering. . 1998. P. 186 -193.

[55] Drakunov S. V., Sliding-Mode Observers Based on Equivalent Control Method // Proceedings of the 31st Conference on Decision and Control. -Tucson, Arizona, 1992, pp. 2368-2369.

[56] Edwards C. On the development of discontinuous observers / C. Edwards, S.K. Spurgeon // International Journal of Control, vol. 59, 1994, -P. 1211-1229.

[57] Edwards C. Robust output tracking using a sliding-mode controller/ observer scheme / C. Edwards, S.K. Spurgeon // International Journal of Control vol. 64, 1996, -P. 967-983.

[58] Edwards C. Sliding-mode output tracking with application to a multivariable high temperature furnace problem / C. Edwards, S.K. Spurgeon // International Journal of Robust and Nonlinear Control vol. 7, 1997, -P. 337-351.

[59] Edwards C. Sliding Mode Control: Theory and Applications / C. Edwards, S.K. Spurgeon -Taylor & Francis, 1998, p.237.

[60] Edwards C. A sliding-mode control observer based FDI scheme for the ship benchmark / C. Edwards, S.K. Spurgeon // European Journal of Control vol. 6, 2000, -P. 341-356.

[61] . Edwards C. Sliding-mode observers for fault detection/ C. Edwards, S.K. Spurgeon, and R.J. Patton // Automatica, vol. 36, 2000, -P. 541-553.

[62] Floret-Pontet F. Parameter identification methodology using sliding mode observers / F. Floret-Pontet, F. Lamnabhi-Lagarrigue // Int. J. Control. -2001. - № 18. - P. 1743-1753.

[63] Goksu O. Shaft transducer less vector control of the interior permanent magnet motor with speed and position estimation using high frequency signal injection and flux observer methods // The Graduate School of Natural and

Applied Sciences of Middle East Technical University. Master's thesis - May 2008.

[64] Janiszewski D. Extended Kalman Filter Estimation of Mechanical State Variables of a Drive with Permanent Magnet Synchronous Motor // Studies in Automation and Information Technology vol. 28/29, 2004, -P. 79-90.

[65] Ortega R. Estimation of rotor position and speed of permanent magnet synchronous motors with guaranteed stability / R. Ortega, L. Praly, A. Astolfi, .T. Lee, and K. Nam // Control Systems Technology, IEEE Transactionson, № 99,2010, -P. 1-13.

[66] Kubota, H. Speed sensorless field-oriented control of induction motor with rotor resistance adaptation / H. Kubota, K. Matsuse// IEEE Transaction on Industry Applications. - 1994. - №5. - P.1219-1224.

[67] Kumar, R. S. Sliding Mode Control of Induction Motor using Simulation / R. S. Kumar, K.V. Kumar, K.K. Ray // International Journal of Computer Science and Network Security. - 2009. - №10. - P.1219-1224.

[68] Marwali M. N. A comparative study of rotor flux based MRAS and back EMF based MRAS speed estimators for speed sensorless vector control of induction machines / M.N. Marwali, A. Keyhani // in Proceedings of theIEEE-IAS Annual Meeting. - 1997. - P. 160-166.

[69] Morimoto S. Sensorless control strategy for salient-pole PMSM based on extended EMF in rotating reference frame / S. Morimoto, K. Kawamoto, M. Sanada, and Y. Takeda // in Proc. 2001 IEEE IAS Annual Meeting, vol. 4, 2011, -P. 2637-2644.

[70] Pacas M., "Sensorless drives in industrial applications // IEEE Industrial Electronics Magazine, vol. 5, no.2, June 2011 , pp. 16-23.

[71] Persson J. Innovative standstill position detection combined with sensorless control of synchronous motors. Lausanne, Switzerland, École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), 2005. - 221 p.

[72] Pillay P. Krishnan R. Modeling of permanent magnet motor drives / P. Pillay, R. Krishnan // IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 35, 1988, -P. 537-541.

[73] Pozdnyak A. S. Advanced Mathematical Tools for Automatic Control Engineers / A. S. Pozdnyak - Elsevier Ltd, 2008. - 774 p.

[74] Texas Instruments. Digital signal processing solution for permanent magnet synchronous motor. Application note. BPRA044, 2000. - 27p.

[75] Tokat S. Sliding mode control using a nonlinear time-varying sliding surface / S. Tokat, I. Eksin, M. Guzelkaya // Proceedings of the 10 th Mediterranean Conference on Control and Automation. - 2002. - P. 160 - 168.

[76] Utkin V. I., Sliding Mode Control Design Principle sand Application to Electric Drives / V. I. Utkin // IEEE Trans. Ind. Electronics. - 1993. - №1. - P. 2326

[77] Utkin V. I., Sliding modes in control and optimization // Springer Science & Business Media, 2013, p 285

[78] Utkin V. I. Adaptive sliding mode control / V. I. Utkin, A. S. Poznyak. // Springer Berlin Heidelberg, 2013, pp. 21-53.

[79] Utkin V. I. Sliding Mode Control Design Principles and Applications to Electric Drives // IEEE Transactions on Industry Electron, vol. 40, 1993, -P. 23-36.

[80] Utkin V. I. Sliding Mode Control in Electromechanical Systems / V. I. Utkin, J. Guldner, and J. Shi. -Taylor & Francis, 1999, p. 140.

[81] Utkin V. I. Variable structure systems with sliding-modes // IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 2, 1977, -P. 212-222.

[82] Utkin V. I. Sliding Modes in Control Optimization. - Berlin, SpringerVerlag, 1992, p. 286, DOI:10.1007/978-3-642-84379-2

[83] Vas P. Sensorless Vector and Direct Torque Control / P. Vas. - Oxford University Press, 1998. - 774 p.

[84] Trzynadlowski A. M. Space vector PWM technique with minimum switching losses and a variable pulse rate / A.M. Trzynadlowski, R.L. Kirlin, S.F.

Legowski. // IEEE Transactions on Industrioal Electronics, vol. 44, no. 2, 1997, pp. 173-181.

[85] Zhang Y. Sliding mode observers for electric machines an overview / Y. Zhang, V. I. Utkin // in Proc. 2002 IEEE IAS Annual Meeting, 2004, pp. 18421847.

Приложение 1 Листинг расчета вводных данных модели векторной бездатчиковой системы управления

CPU_frequency = 60e6; %(Ш) % частота процессора

Pole_pairs = 4; %число пар полюсов

motor.rs = 0.8; % активное сопротивление статора (Ом)

motor.rr = 0; % активное сопротивление ротора (Ом)

motor.ls = 0.0012; % индуктивность статора (Гн)

motor.lr = 0; % Индуктивность ротора (Гн)

motor.lm = 0; % Индуктивность цепи намагничивания (Гн)

motor.base_voltage = 24; % Базовое значение напряжения (В)

motor.base_current = 10.6; % Базовое значение тока (А) ,

motor.base_freq = 50; % Базовое значение частоты (Гц)

% настройки ШИМ

PWM_frequency = 20e3; %(Гц)

PWM_Counter_Period = CPU_frequency/PWM_frequency/2, % преиод дискретизации контура тока % настройки скорости

Speed_rpm_scaler = 60*CPU_frequency/Pole_pairs/2; %(нормирование скорости, об/мин)

Speed_per_unit_scaler = 600; %скорость, соответствующая 1 о.е. Max_ideal_measurable_speed = 20000;

Speed_loop_delay =

floor(60*PWM_frequency/Pole_pairs/2/Max_ideal_measurable_speed); Max_measurable_speed = 60 *PWM_frequency/Pole_pairs/2/Speed_loop_delay; Speed_loop_to_PU_scaler = Max_measurable_speed/Speed_per_unit_scaler; % настройки наблюдателя

SMO_params.Fsmopos = exp(-motor.rs/motor.ls/PWM_frequency); SMO_params.Gsmopos = motor.base_voltage/motor.base_current/motor.rs*(1 -SMO_params.Fsmopos);

SMO_params.Kslide = 0.15; %0.15; SMO_params.Kslf = 0.1; % настройка фильтра НЧ SMO_params.E0 = 0.3;

%вывод параметров настройки наблюдателя motor

SMO_params Speed_rpm_scaler Max_measurable_speed Speed_loop_to_PU_scaler

Приложение 2Разводка контактов на платах микроконтроллера и инвертора

Рисунок 1 расположение разъемов на плате микроконтроллера

Рисунок 2 Расположение разъемов на плате инвертора

Приложение 3 Скомпилированный код микроконтроллера

1 * File: SDPMVECT. c

2 * Code generated for Simulink model 'SDPMVECT'.

3 * Model version : 1.443

4 * Simulink Coder version : 8.8 (R2015a) 09-Feb-2015

5 * C/C+ + source code generated on : Tue Apr 10 10:57:23 2018

6 * Target selection: ert.tlc

7 * Embedded hardware selection: Texas Instruments->C2000

8 * Code generation objectives: Unspecified

9 * Validation result: Not run

10 #include "SDPM_VECT.h"

11 #include "SDPM_VECT_private.h"

12 BlockIO SDPM VECT SDPM VECT B;

13 D Work SDPM VECT SDPM VECT DWork;

14 /* Real-time model */

15 RT MODEL SDPM VECT SDPM VECT M ;

16 RT MODEL SDPM VECT *const SDPM VECT M = &SDPM VECT M ;

17 static void rate monotonic scheduler(void);

18 /* Hardware Interrupt Block: '<Root>/C28x Hardware Interrupt' */

19 void isr int1pie1 task fcn(void)

20 {

21 /* Call the system: <Root>/алгоритм векторного управления */

22 {

23 SDPM VECT u();

24 }

25 }

26 /*

27 * Set which subrates need to run this base step (base rate always runs).

28 * This function must be called prior to calling the model step function

29 * in order to "remember" which rates need to run this base step. The

30 * buffering of events allows for overlapping preemption.

31 #pragma CODE_SECTION (SDPM VECT SetEventsForThisBaseStep, "ramfuncs")

32 void SDPM VECT SetEventsForThisBaseStep(boolean T *eventFlags)

33 {

34 /* Task runs when its counter is zero, computed via rtmStepTask macro */

35 eventFlags[1] = ((boolean T)rtmStepTask(SDPM VECT M, 1));

36 }

37

38 * This function updates active task flag for each subrate

39 * and rate transition flags for tasks that exchange data.

40 * The function assumes rate-monotonic multitasking scheduler.

41 * The function must be called at model base rate so that

42 * the generated code self-manages all its subrates and rate

43 * transition flags.

44 #pragma CODE_SECTION (rate monotonic scheduler, "ramfuncs")

45 static void rate monotonic scheduler(void)

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

{

/* Compute which subrates run during the next base time step. Subrates

* are an integer multiple of the base rate counter. Therefore, the subtask

* counter is reset when it reaches its limit (zero means run). (SDPM_VECT_M->Timing.TaskCounters.TID[1])++;

if ((SDPM VECT M->Timing.TaskCounters.TID[1]) > 9) {/* Sample time: [0.01s, 0.0s] */

SDPM VECT M->Timing.TaskCounters.TID[ 1 ] = 0; }

}

/* Start for function-call system: '^рр^/алгоритм векторного управления' */

void SDPM VECT u Start(void) {

/* Start for S-Function (c2802xadc): '<S3>/IA' */ InitAdc();

config ADC SOCO (); AdcRegs.ADCSOCFRC1.bit.SOC0 = 1; /* Start for S-Function (c2802xadc): '<S3>/IB' */ config ADC SOC1 (); AdcRegs.ADCSOCFRC1.bit.SOC1 = 1; /* Start for S-Function (c2802xpwm): '<S3>/ePWM1' */

/*** Initialize ePWM1 modules ***/ {

/*-- Setup Time-Base (TB) Submodule --*/ EPwm1Regs.TBPRD = 1501; // Time Base Period Register /* // Time Base Control Register

EPwm1Regs. TBCTL. bit. CTRMODE = 2; // Counter Mode EPwm1Regs. TBCTL.bit.SYNCOSEL = 1; // Sync Output Select EPwm1Regs. TBCTL. bit.PRDLD = 0; // Shadow select EPwm1Regs. TBCTL. bit.PHSEN = 0; //Phase Load Enable EPwm1Regs. TBCTL.bit.PHSDIR = 0; //Phase Direction Bit EPwm1Regs. TBCTL.bit.HSPCLKDIV = 0; //High Speed TBCLKPre-scaler EPwm1Regs. TBCTL. bit. CLKDIV = 0; // Time Base Clock Pre-scaler EPwm1Regs. TBCTL. bit. SWFSYNC = 0; // Software Force Sync Pulse EPwm1Regs.TBCTL.all = (EPwm1Regs.TBCTL.all & ~0x3FFF) | 0x12; /* // Time-Base Phase Register

EPwm1Regs.TBPHS.half.TBPHS = 0; //Phase offset register

EPwm1Regs.TBPHS.all = (EPwm1Regs.TBPHS.all & ~0xFFFF0000) | 0x0;

// Time Base Counter Register

EPwm1Regs.TBCTR = 0x0000; /* Clear counter*/

/*-- Setup CounterCompare (CC) Submodule --*/

/* // Counter Compare Control Register

EPwm1Regs. CMPCTL. bit. SHDWAMODE = 0; // Compare A Register Block Operating Mode EPwm1Regs. CMPCTL. bit. SHDWBMODE = 0; // Compare B Register Block Operating Mode EPwm1Regs. CMPCTL. bit.LOADAMODE = 0; // Active Compare A Load EPwm1Regs. CMPCTL. bit.LOADBMODE = 0; //Active Compare B Load EPwm1Regs.CMPCTL.all = (EPwm1Regs.CMPCTL.all & ~0x5F) | 0x0;

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = 751; // Counter Compare A Register EPwmlRegs.CMPB = 751; // Counter Compare B Register /*-- Setup Action-Qualifier (AQ) Submodule --*/

EPwmlRegs.AQCTLA.all = 144; // Action Qualifier Control Register For Output A EPwmlRegs.AQCTLB.all = 264; // Action Qualifier Control Register For Output B /* //Action Qualifier Software Force Register

EPwm1Regs.AQSFRC.bit.RLDCSF = 0; //Reload from Shadow Options EPwm1Regs.AQSFRC.all = (EPwm1Regs.AQSFRC.all & ~0xC0) | 0x0; /* // Action Qualifier Continuous S/W Force Register

EPwm1Regs.AQCSFRC.bit.CSFA = 0; // Continuous Software Force on output A EPwm1Regs.AQCSFRC.bit.CSFB = 0; //Continuous Software Force on output B EPwm1Regs.AQCSFRC.all = (EPwm1Regs.AQCSFRC.all & ~0xF) | 0x0; /*-- Setup Dead-Band Generator (DB) Submodule --*/ /* //Dead-Band Generator Control Register

EPwm1Regs. DBCTL. bit.O UTMODE = 3; // Dead Band Output Mode Control EPwm1Regs. DBCTL. b it.INMODE = 0; // Dead Band Input Select Mode Control EPwm1Regs.DBCTL. bit.POLSEL = 2; //Polarity Select Control EPwm1Regs. DBCTL. b it.HALFC YCLE = 0; // Half Cycle Clocking Enable EPwm1Regs.DBCTL.all = (EPwm1Regs.DBCTL.all & ~0x803F) | 0xB; EPwm1Regs.DBRED = 15; // Dead-Band Generator Rising Edge Delay Count Register EPwm 1 Regs.DBFED = 15; // Dead-Band Generator Falling Edge Delay Count Register /*-- Setup Event-Trigger (ET) Submodule --*/ /* // Event Trigger Selection and Pre-Scale Register EPwm1Regs.ETSEL. bit. SOCAEN = 1; // Start of Conversion A Enable EPwm1Regs.ETSEL. bit. SOCASEL = 2; // Start of Conversion A Select EPwm1Regs.ETPS.bit.SOCAPRD = 1; //EPWM1SOCA Period Select EPwm1Regs.ETSEL. bit. SOCBEN = 0; // Start of Conversion B Enable EPwm1Regs.ETSEL. bit. SOCBSEL = 1; // Start of Conversion B Select EPwm1Regs.ETPS.bit.SOCBPRD = 1; //EPWM1SOCB Period Select EPwm1Regs.ETSEL. bit.INTEN = 0; //EPWM1INTn Enable EPwm1Regs.ETSEL.bit.INTSEL = 1; //EPWM1INTn Select EPwm1Regs.ETPS. bit.INTPRD = 1; // EPWM1INTn Period Select EPwm1Regs.ETSEL.all = (EPwm1Regs.ETSEL.all & ~0xFF0F) | 0x1A01; EPwm1Regs.ETPS.all = (EPwm1Regs.ETPS.all & ~0x3303) | 0x1101;

/*-- Setup PWM-Chopper (PC) Submodule --*/ /* //PWM Chopper Control Register

EPwm1Regs.PCCTL. bit. CHPEN = 0; // PWM chopping enable EPwm1Regs.PCCTL.bit.CHPFREQ = 0; //Chopping clock frequency EPwm1Regs.PCCTL. bit. OSHTWTH = 0; // One-shot pulse width EPwm1Regs.PCCTL. bit. CHPD UTY = 0; // Chopping clock Duty cycle EPwm1Regs.PCCTL.all = (EPwm1Regs.PCCTL.all & ~0x7FF) | 0x0; /*-- Set up Trip-Zone (TZ) Submodule --*/ EALLOW;

EPwm1Regs.TZSEL.all = 0; // Trip Zone Select Register /* // Trip Zone Control Register

EPwm1Regs.TZCTL.bit.TZA = 3; // TZ1 to TZ6 Trip Action On EPWM1A

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

EPwm1Regs.TZCTL.bit.TZB = 3; // TZ1 to TZ6 Trip Action On EPWM1B EPwm1Regs.TZCTL.bit.DCAEVT1 = 3; //EPWM1A action on DCAEVT1 EPwm1Regs.TZCTL.bit.DCAEVT2 = 3; //EPWM1A action on DCAEVT2 EPwm1Regs.TZCTL.bit.DCBEVT1 = 3; //EPWM1B action on DCBEVT1 EPwm1Regs.TZCTL.bit.DCBEVT2 = 3; //EPWM1B action on DCBEVT2 EPwm1Regs.TZCTL.all = (EPwm1Regs.TZCTL.all & ~0xFFF) | 0xFFF; /* // Trip Zone Enable Interrupt Register

EPwm1Regs.TZEINT.bit.OST = 0; //Trip Zones One ShotIntEnable EPwm1Regs.TZEINT.bit.CBC = 0; // Trip Zones Cycle By Cycle Int Enable EPwm1Regs.TZEINT.bit.DCAEVT1 = 0; //Digital Compare A Event 1 Int Enable EPwm1Regs.TZEINT.bit.DCAEVT2 = 0; //Digital Compare A Event 2 Int Enable EPwm1Regs.TZEINT.bit.DCBEVT1 = 0; //Digital Compare B Event 1 Int Enable EPwm1Regs.TZEINT.bit.DCBEVT2 = 0; //Digital Compare B Event 2 Int Enable EPwm1Regs.TZEINT.all = (EPwm1Regs.TZEINT.all & ~0x7E) | 0x0; /* // Digital Compare A Control Register

EPwm1Regs.DCACTL.bit.EVT1SYNCE = 0; //DCAEVT1 SYNC Enable EPwm1Regs.DCACTL.bit.EVT1SOCE = 0; //DCAEVT1 SOCEnable EPwm1Regs.DCACTL.bit.EVT1FRCSYNCSEL = 0; //DCAEVT1 Force Sync Signal EPwm1Regs.DCACTL.bit.EVT1SRCSEL = 0; //DCAEVT1 Source Signal EPwm1Regs.DCACTL.bit.EVT2FRCSYNCSEL = 0; //DCAEVT2 Force Sync Signal EPwm1Regs.DCACTL.bit.EVT2SRCSEL = 0; //DCAEVT2 Source Signal EPwm1Regs.DCACTL.all = (EPwm1Regs.DCACTL.all & ~0x30F) | 0x0; /* // Digital Compare B Control Register

EPwm1Regs.DCBCTL.bit.EVT1SYNCE = 0; //DCBEVT1 SYNC Enable EPwm1Regs.DCBCTL.bit.EVT1SOCE = 0; //DCBEVT1 SOC Enable EPwm1Regs.DCBCTL.bit.EVT1FRCSYNCSEL = 0; //DCBEVT1 Force Sync Signal EPwm1Regs.DCBCTL.bit.EVT1SRCSEL = 0; //DCBEVT1 Source Signal EPwm1Regs.DCBCTL.bit.EVT2FRCSYNCSEL = 0; //DCBEVT2 Force Sync Signal EPwm1Regs.DCBCTL.bit.EVT2SRCSEL = 0; //DCBEVT2 Source Signal EPwm1Regs.DCBCTL.all = (EPwm1Regs.DCBCTL.all & ~0x30F) | 0x0; /* // Digital Compare Trip Select Register

EPwm1Regs.DCTRIPSEL.bit.DCAHCOMPSEL = 0; //Digital Compare A High COMP Input Select

EPwm1Regs.DCTRIPSEL.bit.DCALCOMPSEL = 1; //Digital Compare A Low COMP Input Select EPwm1Regs.DCTRIPSEL.bit.DCBHCOMPSEL = 0; //Digital Compare B High COMP Input Select

EPwm1Regs.DCTRIPSEL.bit.DCBLCOMPSEL = 1; //Digital Compare B Low COMP Input Select EPwm1Regs.DCTRIPSEL.all = (EPwm1Regs.DCTRIPSEL.all & ~ 0xFFFF) | 0x1010; /* // Trip Zone Digital Comparator Select Register

EPwm1Regs.TZDCSEL.bit.DCAEVT1 = 0; // Digital Compare Output A Event 1 EPwm1Regs.TZDCSEL.bit.DCAEVT2 = 0; // Digital Compare Output A Event 2 EPwm1Regs.TZDCSEL.bit.DCBEVT1 = 0; //Digital Compare OutputB Event 1 EPwm1Regs.TZDCSEL.bit.DCBEVT2 = 0; //Digital Compare OutputB Event 2 EPwm1Regs.TZDCSEL.all = (EPwm1Regs.TZDCSEL.all & ~0xFFF) | 0x0; /* // Digital Compare Filter Control Register EPwm1Reegs.DCFCTL.bit.BLANKE = 0; //Blanking Enable/Disable

EPwm1Regs.DCFCTL.bit.PULSESEL = 1; // Pulse Select for Blanking & Capture Alignment

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202

203

204

205

206

207

208

209

210

211

212

213

214

215

216

217

218

219

220

221

222

223

224

225

226

227

228

229

230

231

EPwm1Regs.DCFCTL.bit.BLANKINV = 0; //Blanking Window Inversion EPwm1Regs.DCFCTL.bit.SRCSEL = 0; //Filter Block Signal Source Select */

EPwm1Regs.DCFCTL.all = (EPwm1Regs.DCFCTL.all & ~0x3F) | 0x10; EPwmlRegs.DCFOFFSET = 0; // Digital Compare Filter Offset Register EPwm 1 Regs.DCFWINDOW = 0; // Digital Compare Filter Window Register

/* // Digital Compare Capture Control Register EPwm1Regs.DCCAPCTL.bit.CAPE = 0; //Counter Capture Enable EPwm1Regs.DCCAPCTL.all = (EPwm1Regs.DCCAPCTL.all & ~0x1) | 0x0; /* //HRPWM Configuration Register

EPwm1Regs.HRCNFG.bit.SWAPAB = 0; //Swap EPWMA andEPWMB Outputs Bit EPwm1Regs.HRCNFG. bit. SELOUTB = 0; //EPWMB Output Selection Bit EPwm1Regs.HRCNFG.all = (EPwm1Regs.HRCNFG.all & ~0xA0) | 0x0;

EDIS; }

/* Start for S-Function (c2802xpwm): '<S3>/ePWM2' */

/*** Initialize ePWM2 modules ***/ {

/*-- Setup Time-Base (TB) Submodule --*/ EPwm2Regs.TBPRD = 1501; // Time Base Period Register /* // Time Base Control Register

EPwm2Regs. TBCTL. bit. CTRMODE = 2; // Counter Mode EPwm2Regs. TBCTL.bit.SYNCOSEL = 0; // Sync Output Select EPwm2Regs. TBCTL.bit.PRDLD = 0; //Shadow select EPwm2Regs. TBCTL. bit.PHSEN = 1; //Phase Load Enable EPwm2Regs. TBCTL.bit.PHSDIR = 1; //Phase Direction Bit EPwm2Regs. TBCTL.bit.HSPCLKDIV = 0; //High Speed TBCLKPre-scaler EPwm2Regs. TBCTL. bit. CLKDIV = 0; // Time Base Clock Pre-scaler EPwm2Regs. TBCTL. bit. SWFSYNC = 0; // Software Force Sync Pulse EPwm2Regs.TBCTL.all = (EPwm2Regs.TBCTL.all & ~0x3FFF) | 0x2006; /* // Time-Base Phase Register

EPwm2Regs. TBPHS. half.TBPHS = 0; //Phase offset register

EPwm2Regs.TBPHS.all = (EPwm2Regs.TBPHS.all & ~0xFFFF0000) | 0x0;

// Time Base Counter Register

EPwm2Regs.TBCTR = 0x0000; /* Clear counter*/

/*-- Setup Counter Compare (CC) Submodule --*/

/* // Counter Compare Control Register

EPwm2Regs. CMPCTL. bit. SHD WAMODE = 0; // Compare A Register Block Operating Mode EPwm2Regs. CMPCTL. bit. SHD WBMODE = 0; // Compare B Register Block Operating Mode EPwm2Regs. CMPCTL. bit.LOADAMODE = 0; //Active Compare A Load EPwm2Regs. CMPCTL. bit.LOADBMODE = 0; //Active Compare B Load EPwm2Regs.CMPCTL.all = (EPwm2Regs.CMPCTL.all & ~0x5F) | 0x0; EPwm2Regs.CMPA.half.CMPA = 751; // Counter Compare A Register EPwm2Regs.CMPB = 751; // Counter Compare B Register /*-- Setup Action-Qualifier (AQ) Submodule --*/