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Modelar y depurar un motor de CC en Stateflow

Este ejemplo utiliza:

Abrir modelo

Este ejemplo muestra el modelo de un motor de CC de imanes permanentes. Tanto la lógica del modo como la dinámica del motor de CC se modelizan mediante Stateflow®.

El gráfico de estados del motor de CC consta de dos superestados: powerOn (encendido) y powerOff (apagado). Si el motor está encendido, puede estar en uno de dos subestados: arriba o abajo, lo que indica la dirección del movimiento.

Nota: Se trata de un modelo simplista de un motor de CC. Puede crear modelos de motores de CC más sofisticados con Simscape™, que amplía Simulink® con herramientas para modelización y simulación de sistemas físicos multidominio, como aquellos con componentes mecánicos, hidráulicos y eléctricos.

La dinámica del motor se define directamente en el gráfico de estados mediante funciones gráficas y cambia según el estado del motor. Por ejemplo, cuando el motor está en estado powerOff, la tensión aplicada es igual a cero. Cuando el motor está en estado powerOn, la tensión aplicada es positiva o negativa, según la dirección del motor.

Para repasar, las ecuaciones diferenciales que definen un motor de CC de imanes permanentes son las siguientes:

$$ \frac{di}{dt} = \frac{v_{app}(t) - R \cdot i(t) - K_b \cdot \omega(t)}{L} $$

$$ \frac{d\omega}{dt} = \frac{K_m \cdot i(t) - K_f \cdot \omega(t)}{J} $$

donde

$$i = \mbox{current}$$

$$R = \mbox{resistance}$$

$$L = \mbox{inductance}$$

$$K_b = \mbox{EMF constant}$$

$$\omega = \mbox{rotational speed of motor}$$

$$v_{app} = \mbox{applied voltage}$$

$$K_f = \mbox{damping constant}$$

$$K_m = \mbox{torque constant}$$

Activar una salida de estado activo

Para activar la monitorización de la salida de estado activo, primero seleccione el estado powerOn. Después, en la pestaña Simulation, haga clic en Log Child Activity. Además, seleccione la señal omega_out en el panel Symbols. Abra Property Inspector. En Logging, seleccione Log signal data.

Ejecute la simulación.

En la sección Review Results de la pestaña Simulation, el botón Data Inspector está resaltado, lo que significa que hay una señal registrada disponible para su visualización. Haga clic en el botón Data Inspector para ver los datos de la simulación.

En esta gráfica, los datos de color naranja muestran qué estado secundario de powerOn está activo y los datos morados indican el valor de omega_out.

Depurar con una salida de estado activo

Las salidas de estado activo también pueden ayudar a depurar gráficos de Stateflow. Para esta parte del ejemplo, introduzca un error en el gráfico de Stateflow eliminando el signo negativo delante de Vin en el estado down.

Ejecute la simulación.

De nuevo, el botón Data Inspector muestra que se han registrado datos nuevos. Abra Data Inspector para observar la señal.

En esta gráfica, puede ver que los datos de omega_out en Run 2 son considerablemente diferentes de los que hay en Run 1. Con esta información, puede observar que existe un error en el modelo relacionado directamente con los datos omega_out.

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