Sesión 4: Practica PL 2c. Análisis de señales para el control de motor CC: Generación de señales PWM.

Transcripción

1 Sesión 4: Practica PL 2c. Análisis de señales para el control de motor CC: Generación de señales PWM. Objetivo... 2 Tune Parameters Using xpc Target Explorer... 3 Monitor Signals Using xpc Target Explorer... 3 Características de la PWM... 2 Práctica de laboratorio PL2c... 5 Generación de PWM mediante salida digital... 5 Generación de PWM mediante contador

2 Objetivo. El objetivo de esta práctica es aprender a generar una señal PWM (Pulse Width Modulation, Modulación por Ancho de Pulso) de frecuencia y duty cycle variable. El interés de esta señal radica en que permite controlar la tensión media variando el duty cycle de una señal cuadrada. Así variando el duty cicle se varía la tensión media que se aplica, por ejemplo, a un motor DC lo cual provocará el cambio de velocidad del mismo. Se utilizará el osciloscopio para comprobar las variaciones que realicemos desde el entorno software (xpcexplr). La señal PWM deberá generarse utilizando dos recursos de la DAQ: la contadora y la salida digital. Características de la PWM. A la hora de configurar el esquema de Simulik, habrá que tener presentes varias características de la misma: Duty cycle: Es el tiempo que está la señal activa dividido por el periodo. Resolución: Es la cantidad de puntos hay en un periodo. Frecuencia: Es la cantidad de flancos de subida que hay en un segundo. La resolución de la PWM nos dirá en cuantas fracciones puede dividirse el ciclo, es decir, cuántos puntos por ciclo. Cada punto podrá tomar el valor 1 o 0. Así pues, la resolución nos dice cuántas veces hay que actualizar la salida del recurso de la DAQ utilizado. LA frecuencia de la PWM nos dirá a qué velocidad hay que realizar esa actualización. El duty cicle indicará el valor de la salida del recurso de la DAQ utilizado: 1 o 0. La precisión del duty cicle vendrá dada por la resolución de la PWM. 2

3 Tune Parameters Using xpc Target Explorer. You can use xpc Target Explorer to change parameters in your target application while it is running in real time or between runs. You do not need to rebuild the Simulink model. This procedure uses model xpcosc In the Target Applications pane, expand both the target application node and node Model Hierarchy Select the model node, and then click the View Parameters icon on the toolbar The Parameters workspace opens, showing a table of parameters with properties and actions Click the arrow next to the Gain for block Gain1. The Values text box opens, containing the initial value 400 Type 100 into the text box, and then click outside the box To revert the Gain for block Gain1 to its previous value, click the Revert icon Click the Apply parameter value(s) changes icon Monitor Signals Using xpc Target Explorer. Signal monitoring acquires real-time signal data without time information during target application execution. There is minimal additional load on the real-time tasks. Use signal monitoring to acquire signal data without creating scopes that run on the target computer Type xpcosc Save as with other name in other directory. Built and downloaded the target application to the target computer Connected to the target computer in the Targets pane Set property Stop time to inf in the Applications pane In xpc Target Explorer, expand the Model Hierarchy node under the target application node To view the signals in the target application, select the model node. On the toolbar, click the View Signals icon. The Signals workspace opens 3

4 To view the value of a signal, in the Signals workspace, select the Monitor check box for the signal. For instance, select the check boxes for Signal Generator and Integrator1. The signal values are shown in the Monitoring Value column. To make both workspaces visible at the same time, click and hold the tab for one workspace and drag it down until the following icon appears in the middle of the dialog box:. Continue to drag until the cursor reaches the required quadrant, and then release the mouse button. 4

5 Práctica de laboratorio PL2c. Generación de PWM mediante salida digital. El algoritmo es el siguiente: se define la resolución de la PWM (llamémosle R). El valor del duty cicle estará entre 0 y 1. Si es 0, todos los puntos del ciclo deberán estar a 0. Si es 1, deberán estar a 1. Si es 0,5, la mitad de los puntos a 1 y la última mitad a 0, si es 0,25 los primeros R/4 estarán a 1 y el resto a 0, etc.. Lo necesario es conocer cuántos puntos deberán ser a 1 y cuántos a 0. En esta práctica la resolución será de 100, es decir, que la precisión del duty cicle será de 0,01. Se definen los siguientes parámetros: 100 partes T (seg)= tiempo que se generan N ciclos (en este caso 3) Explica con detalle el esquema de Simulink PWM_Digital proporcionado. Explica la configuración de los bloques. Varía el Duty cycle y la frecuencia desde el Explorer. Observa las variaciones en el osciloscopio. Nota: no olvidar poner el osciloscopio en DC. 5

6 Generación de PWM mediante contador. La DAQ dispone de dos contadoras de 32 bits y la señal PWM se obtendrá en la salida Out de la contadora. En este caso, el algoritmo es el mismo, conocer cuántos puntos deberán ser a 1 y cuántos a 0, pero la cuenta la realiza la contadora. Lo que debemos conocer es a qué velocidad cuenta, es decir, cuál es la base de tiempos o la señal de reloj de la contadora. Dependiendo de la velocidad de la contadora y la frecuencia que se elija para la PWM se definirá la resolución de la misma. Señal de reloj: 30 MHz PWM a generar: 200 Hz Resolución de PWM = /200 Debes encontrar en el manual de la DAQ cuál es la velocidad de la señal de reloj. Explica con detalle el esquema de Simulink PWM_con Contador proporcionado. Explica la configuración de los bloques. Varía el Duty cycle y la frecuencia desde el Explorer. Observa las variaciones en el osciloscopio. 6