主要内容

RC伺服

基于pwm的无线电控制伺服电机角位置跟踪与故障建模

  • 库:
  • Simscape /电气/机电/拉丝电机

  • RC伺服块

描述

RC伺服block代表一个带有变速箱和控制电路的小型直流电机,通常用于四轴飞行器、无线电控制飞机和直升机以及其他机电设备。RC伺服提供角位置控制的输出轴超过一个有限的角度范围。角度需求由应用于端口s的PWM信号的脉宽决定。

RC伺服块模型的影响如下:

  • 基于直流电动机方程的转矩-速度特性

  • 基于输入PWM信号脉宽的位置跟踪

  • 内部齿轮减速比,包括相关的摩擦损失

  • 机械端部停止,防止输出轴被负载驱动出范围

  • 位置测量误差

  • 断层建模

运动方程和直流电机块,除了电感不建模。的RC伺服块利用失速转矩和空载速度确定方程参数,并考虑后驱转矩进行修正。

缺点

RC伺服Block允许您建模几种类型的故障:

  • 故障断开-没有电气扭矩。

  • 向前失败-在一个积极的方向旋转,以击中上端止损。

  • 失败反向-旋转在一个负面的方向,以击中下端止损。

  • 失败的绕组-扭矩仅适用于电机转子与两个剩余的功能绕组中的一个线。

该块可以触发故障事件:

  • 在特定的时间

  • 超过当前限制的时间超过特定的时间间隔

您可以分别启用或禁用这些触发机制,或者如果在模拟中需要多个触发机制,则将它们一起使用。当启用多个机制时,第一个触发错误的机制优先。换句话说,在每次模拟中,组件失效不超过一次。

属性可以选择在发生错误时是否发出断言故障发生时上报参数。断言可以采取警告或错误的形式。默认情况下,块不发出断言。

变量

使用变量段的块接口,在模拟之前为块变量设置优先级和初始目标值。有关更多信息,请参见设置块变量的优先级和初始目标

假设和限制

  • 该模块没有可选的热端口。

  • 如果您使用固定步长求解器来模拟模型,例如,使用局部求解器,则步长必须足够小,以获得所需的输入脉冲宽度分辨率。MathWorks建议您将此块与可变步长求解器一起使用,以进行快速桌面模拟。

港口

保护

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与PWM控制信号相关的电气保存端口。输出轴的角度需求是由施加到这个端口的电压的脉冲宽度决定的。

与电机正极端子相关联的电保存端口。

与电机负极相关联的电保存端口。

与转子相关的机械旋转保存端口。

与定子(套管)相关的机械旋转保护端口。

参数

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电机转矩

RC伺服可以不失速(停止)移动的最大负载扭矩。

电机空载驱动时,输出轴转动60度的时间。

当测量失速扭矩和行程60度时使用的直流电源电压。

RC伺服的输出轴角范围。

所定义的最小和最大输出角对应的输入脉冲宽度转动范围参数。超出这个范围的脉冲宽度被块截断以保持在这个范围内。

控制

当s和-端口之间的电压高于这个水平时,输入脉冲被检测为高电平。

测量s端口和-端口之间的电阻抗。

当要求的输出轴角与测量的输出轴角之间的误差低于角度分辨率时,电机断电。这个参数模型的迟滞,通常纳入RC伺服控制器,以防止颤振围绕一个设定点。

此参数允许您建模角度测量误差,如可能发生的失效电位计角度传感器。例如,如果你想模型的电机被供电对一个硬停止,你可以设置一个合适的角度测量误差来实现这一点。

机械

当电机无动力时,反向驱动所需的负载扭矩。块使用这个值来确定齿轮摩擦参数。

从直流电机轴到RC伺服输出轴的减速比。该参数仅影响转子惯性对输出轴等效惯性值的影响。对空载速度无影响。因此,该值不必是精确的。

直流电机的惯性,加上齿轮反射到转子的惯性(如果齿轮是塑料的,通常是小的)。

机械端止动装置防止输出轴旋转超出规定范围。由终止角指定的范围必须大于由转动范围参数。

机械端止动刚度。

机械端止动阻尼。

缺点

选择是的启用故障建模。中的相关参数缺点部分变得可见,以便您选择报告方法并指定触发器机制(暂时的或行为的)。您可以单独启用这些触发机制,也可以同时使用它们。

选择是否在错误发生时发出断言:

  • 没有一个—块不发出断言。

  • 警告-该块发出警告。

  • 错误-模拟以错误停止。

依赖关系

启用时,使故障参数设置为是的

选择故障类型:

  • 失败了-无电转矩。

  • 从失败中汲取教训-朝正方向旋转,击中上端止动。

  • 失败的反-向负方向旋转,击中下端止动。

  • 失败的绕组-扭矩仅适用于电机转子与两个剩余的功能绕组中的一个线。

依赖关系

启用时,使故障参数设置为是的

选择是的启用基于时间的故障触发功能。您可以分别启用时间和行为触发机制,也可以同时使用它们。

依赖关系

启用时,使故障参数设置为是的

设置您希望块进入故障状态的模拟时间。

依赖关系

启用时,启用时间故障触发器参数设置为是的

选择是的使行为错误触发。您可以分别启用时间和行为触发机制,也可以同时使用它们。

依赖关系

启用时,使故障参数设置为是的

指定最大允许电流值。如果当前值超过该值的时间大于当超过最大允许电流时失效时间参数值,则块进入故障状态。

依赖关系

启用时,启用行为故障触发器参数设置为是的

设置电流超过最大允许值而不触发故障的最大时间长度。

依赖关系

启用时,启用行为故障触发器参数设置为是的

扩展功能

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。万博1manbetx

另请参阅

介绍了R2017b