Sensorless Motor Control Technology Characterization Using VisSim: A Texas Instruments Case Study

技术

分析与建模 - 数字孪生/模拟
处理器与边缘智能 - 嵌入式和边缘计算机

适用行业

汽车
电子产品

适用功能

产品研发

用例

制造过程模拟
虚拟现实

服务

系统集成
测试与认证

挑战

全球半导体设计和制造公司德州仪器 (TI) 的 C2000 MCU 团队面临着表征其新软件产品 InstaSPIN™ 的挑战。该软件使设计人员能够识别、调整和完全控制任何类型的三相、变速、无传感器、同步或异步电机控制系统。它使用 TI 的新型软件编码器，即一种名为 FAST™（磁通、角度、速度和扭矩）的无传感器观测器，嵌入在 Piccolo 器件的只读存储器 (ROM) 中。 Dave Wilson 是 C2000 Group 的高级电机系统工程师，他的任务是描述 FAST™ 观测器的特性并为其开发数据表。然而，由于输出随时间和温度变化而变化，该过程缓慢而乏味，并且需要不断重新校准。此外，他使用的硬件没有足够的能力来测试 FAST 软件。

关于客户

本案例研究的客户是德州仪器 (TI)，一家估值为 130 亿美元的全球半导体设计和制造公司。 TI 以其在电力电子和微电子领域的突破性进步而闻名，其应用涉及从家电到汽车控制系统的广泛领域。 TI 的 C2000 MCU 团队专注于无传感器磁场定向电机控制等高端处理应用，是本案例研究中的特定客户群体。他们面临的挑战是表征新软件产品 InstaSPIN™，该产品使用 TI 的新软件编码器，即名为 FAST™ 的无传感器观测器。

解决方案

为了克服这一挑战，威尔逊先生求助于 VisSim，这是他四年前就熟悉的软件。 VisSim 为他提供了快速、准确的电机模拟动态以及数字控制建模所需的工具。然后，它能够从图形的控制器部分自动创建 C 代码，并下载代码以在 Piccolo 目标上运行。使用最新版本 9 中发布的新同步模式下的 VisSim JTAG Hotlink，Wilson 先生可以以锁步方式运行电机仿真，并在目标上非实时运行控制，以验证 FAST 输出与 VisSim 模型中的通量、角度、速度和扭矩的理想值进行比较。因此，只需向目标上 ROM 中运行的 FAST 观察器提供模拟电压和电流值，即可对任何无刷电机（无论大小）进行 FAST 评估。

运营影响

The use of VisSim resulted in the successful characterization of the FAST™ observer and the development of a datasheet for it. It also led to the generation of the FAST™ TRM (Technical Reference Manual) and a very useful tool called the “FAST Exercizor”. This tool enables TI’s customers to test their motor control requirements using TI’s actual ROM based algorithm without having to hook up an actual motor system. This provides a quick way for customers to test the InstaSPIN™ FOC (Field Oriented Control) without having to build a whole system for it. TI plans to release the tool to its field force and customers in Q1 of 2016.