电力电子、电机驱动、数字滤波器matlab/simulink仿真模型实现及相关算法的C代码实现。 配置C2000 DSP ADC DAC PWM定时器 中断等模块,提供simulink与DSP的联合仿真以及硬件在环(PIL)和快速原型机设计(RCP)支持!
电力电子系统开发总得在模型和代码之间反复横跳。最近在玩C2000 DSP时发现,把Simulink模型和实际硬件打通后调试效率直接起飞。今天咱们就聊聊怎么用MATLAB全家桶整点硬核操作。
先说数字滤波器这块,在Simulink里用定点数建模特别有意思。比如这个二阶IIR滤波器模型,参数配好后直接右键生成代码,自动给你处理好Q格式转换:
% Fixed-point IIR filter coefficients b = fi([0.1 0.2 0.1],1,16,15); a = fi([1 -1.2 0.5],1,16,15); function y = iir_filter(u) persistent z1 z2; if isempty(z1) z1 = fi(0,1,16,15); z2 = fi(0,1,16,15); end y = b(1)*u + b(2)*z1 + b(3)*z2; y = y - a(2)*z1 - a(3)*z2; z2 = z1; z1 = u; end生成代码时会自动展开循环,把定点运算转成Q15格式的整数操作。不过得注意溢出处理,这时候用Simulink里的Data Type Scope看信号范围特管用。
玩电机驱动必须得整PWM。在C2000里配PWM模块时,用C代码直接操作寄存器比库函数更带劲:
// 配置ePWM1模块 EPwm1Regs.TBPRD = SYSTEM_FREQ / (2 * PWM_FREQ); // 周期值 EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = 0; // 初始占空比 EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = TB_COUNT_UPDOWN; // 上下计数模式 EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU = AQ_SET; // 比较匹配时置高 EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAD = AQ_CLEAR; // 周期匹配时置低这段代码直接把PWM频率锁定在20kHz,配合死区控制模块还能防桥臂直通。实测用示波器抓波形时,边沿对齐得整整齐齐特别治愈。
电力电子、电机驱动、数字滤波器matlab/simulink仿真模型实现及相关算法的C代码实现。 配置C2000 DSP ADC DAC PWM定时器 中断等模块,提供simulink与DSP的联合仿真以及硬件在环(PIL)和快速原型机设计(RCP)支持!
ADC采样和中断配合才是精髓。在Simulink硬件支持包里拖个ADC模块,设置触发源为PWM同步信号:
% 配置ADC模块 adc = c2000lib('ADC'); configure(adc, 'SampleTime', 1e-6, ... 'TriggerSource', 'PWM1_SOCA', ... 'Channels', [0 1 2]);生成代码后自动挂接中断服务函数,采样时刻精准卡在PWM谷底,实测电流采样毛刺减少70%。不过得记得在DSP里配好中断优先级,ADC中断优先级得比PWM周期中断高,不然数据同步会乱套。
玩硬件在环(HIL)时,用External Mode直接把Simulink当上位机使。在模型里插个串口收发模块,在线调PID参数比用CCS爽多了。有次调电机启动参数,直接边转电机边拉滑块调Kp,参数不合适立马能看到电机抽搐,调试效率直接翻倍。
最后安利个快速原型开发技巧:把算法封装成S-Function,用C2000的PIL模块做交叉验证。有次发现QEP解码在Simulink里跑得挺6,但下载到DSP后转速跳动,最后发现是编码器脉冲沿太陡,在中断里加了个数字滤波才解决。这种软硬结合调试的乐趣,可比纯仿真刺激多了。