PWM 電圧源と H-Bridge ドライバーを使用した DC モーターの制御
この例では、Controlled PWM Voltage ブロックと H-Bridge ブロックを使用して DC モーターを制御する方法を示します。DC Motor ブロックは、DC 電源電圧が 12 V の場合、2500 rpm で機械動力 10 W を供給し、無負荷速度 4000 rpm で回転します。したがって、PWM 基準電圧を最大値の 5 V に設定した場合、モーターは 4000 rpm で回転します。PWM 基準電圧を 2.5 V に設定した場合、モーターは約 2000 rpm で回転します。高速なシミュレーションを実現するために、この例では、Controlled PWM Voltage ブロックと H-Bridge ブロックの [シミュレーション モード] パラメーターを Averaged に設定します。平均化された動作を検証するには、Controlled PWM Voltage ブロックと H-Bridge ブロックの両方で Simulation mode パラメーターを PWM に設定します。
この例の詳細とこのモデルの作成方法については、簡単な DC モーターの作成とシミュレーションを参照してください。
モデルを開く
PWMControlledDCMotor モデルを開きます。Controlled PWM Voltage ブロックはパルス幅変調信号を生成する。H-Bridge ブロックはこの PWM 信号を受信し、PWM 信号の平均値に等しい一定の出力電圧を生成してモーターを駆動します。モーターがオンの場合、H-Bridge ブロックはモーター端子を電源に接続する。モーターがオフの場合、H-Bridge ブロックは、モーターの電流を維持するフリーホイーリング ダイオードとして機能する。
Simscape ログからのシミュレーション結果の表示
次のプロットは、モーターを通過する電流と、モーター シャフトの速度を示しています。予想どおり、DC 電圧 2.5 V を適用した場合、モーターは約 2000 RPM で稼働します。
リアルタイム シミュレーションの結果
この例は、以下のプラットフォームでテストされました。
Intel® 3.5 GHz i7 マルチコア CPU と 4 GB の RAM を搭載した Speedgoat™ Performance リアルタイム ターゲット マシン。
3.5 GHz の Intel® Core XEON E3-1275v3 と 4 GB の RAM を搭載した dSPACE® SCALEXIO LabBox。
Simscape のローカル ソルバーを使用することで、このモデルを 30 マイクロ秒のステップ サイズでリアルタイム実行できます。サンプル レートが小さい場合、コールド キャッシュが原因で、最初のタスク実行中にタスク オーバーランが発生する可能性があります。このオーバーランを回避するには、選択したプラットフォームがこれらのオプションをサポートしている場合、タスク オーバーランの数を制限するか、リアルタイム アプリケーションの起動フェーズにおいてタスクのオーバーラン許容回数を制限するか、周期タスクのサンプル時間を延長することで、起動時の動作を緩和できます。
参考
Controlled PWM Voltage | DC Motor | H-Bridge
