The main goal of this thesis is the implementation of control algorithms for the control of a low power motor-brake test bench composed of two DC motors coupled in back-to-back configuration on a Texas Instruments Piccolo F28069M LaunchPad™ board and a power converter Texas Instruments™ BOOSTXL-DRV8301. Those algorithms were not developed using C/C++ Code, which could be a time consuming approach even tough it is a high-level language and Texas Instruments™ provides all means to develop C/C++ through the IDE Code Composer Studio™, but rather employing Simulink®, that is an intuitive developement and simulation model-based environment developed by Mathworks. This approach grants a faster control design phase thanks to the block-diagram like environment. Even if the main goal of this thesis concerns the developement of a closed loop control of two DC motors in back-to-back configuration, the description, evaluation and settings of each peripheral and sensors (for both LaunchPad™ Piccolo F28069M and BOOSTXL-DRV8301), which are going to characterize the experimental test bench, are fully (and extensively) covered. Indeed, this simplified approach for microcontroller programming has its own critical points. The use of the Simulink® high-level modelling environment allows to reuse the code for different implementations, but it introduces some interface issues between the Simulink® software (developed by Mathworks®) and the F28069M LaunchPad™ (produced by Texas Instruments™) because each company has its own standards.

L’obiettivo principale di questa tesi è l’implementazione di algoritmi per il controllo di un banco freno-motore di bassa potenza costituito da due motori DC in configurazione back-to-back su una scheda Texas Instruments Piccolo F28069M LaunchPad™ abbinata a un convertitore Texas Instruments™ BOOSTXL-DRV8301. Questi algoritmi non sono stati sviluppati direttamente in codice C/C++, che può essere oneroso in termini di tempo sebbene il linguaggio sia di alto livello e supportato da Texas Instruments™ attraverso l’IDE Code Composer Studio™, ma bensì per mezzo del più intuitivo Simulink®, l’ambiente di sviluppo e simulazione model based ideato da Mathworks ®. Questo approccio permette uno sviluppo più veloce degli algoritmi grazie all’impostazione simile a quella degli schemi a blocchi. Sebbene l’obiettivo finale di questa tesi sia trattazione del controllo in anello chiuso di due motori in configurazione back-to-back, ampio spazio è stato dato alla descrizione, valutazione ed impostazione delle singole periferiche e sensori (sia per il LaunchPad™ Piccolo F28069M che per il BOOSTXL-DRV8301) che poi verrano usati per costituire tale setup sperimentale. Difatti un approccio semplificato per la programmazione del microcontrollore presenta comunque delle sue criticità. Ad esempio, la modellazione ad alto livello di Simulink® favorisce il riutilizzo del codice nelle implementazioni successive, ma introduce anche alcuni problemi di interfacciamento tra il software Simulink® (sviluppato da Mathworks®) e la scheda F28069M LaunchPad™ (prodotta da Texas Instruments™), poichè le due società possiedono diversi standard esecutivi.

Low voltage motor control employing lauchpad F28069M : DC back-to-back case study

GEROSA, MARCO
2019/2020

Abstract

The main goal of this thesis is the implementation of control algorithms for the control of a low power motor-brake test bench composed of two DC motors coupled in back-to-back configuration on a Texas Instruments Piccolo F28069M LaunchPad™ board and a power converter Texas Instruments™ BOOSTXL-DRV8301. Those algorithms were not developed using C/C++ Code, which could be a time consuming approach even tough it is a high-level language and Texas Instruments™ provides all means to develop C/C++ through the IDE Code Composer Studio™, but rather employing Simulink®, that is an intuitive developement and simulation model-based environment developed by Mathworks. This approach grants a faster control design phase thanks to the block-diagram like environment. Even if the main goal of this thesis concerns the developement of a closed loop control of two DC motors in back-to-back configuration, the description, evaluation and settings of each peripheral and sensors (for both LaunchPad™ Piccolo F28069M and BOOSTXL-DRV8301), which are going to characterize the experimental test bench, are fully (and extensively) covered. Indeed, this simplified approach for microcontroller programming has its own critical points. The use of the Simulink® high-level modelling environment allows to reuse the code for different implementations, but it introduces some interface issues between the Simulink® software (developed by Mathworks®) and the F28069M LaunchPad™ (produced by Texas Instruments™) because each company has its own standards.
ROSSI, MATTIA
TOSCANI, NICOLA
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
6-giu-2020
2019/2020
L’obiettivo principale di questa tesi è l’implementazione di algoritmi per il controllo di un banco freno-motore di bassa potenza costituito da due motori DC in configurazione back-to-back su una scheda Texas Instruments Piccolo F28069M LaunchPad™ abbinata a un convertitore Texas Instruments™ BOOSTXL-DRV8301. Questi algoritmi non sono stati sviluppati direttamente in codice C/C++, che può essere oneroso in termini di tempo sebbene il linguaggio sia di alto livello e supportato da Texas Instruments™ attraverso l’IDE Code Composer Studio™, ma bensì per mezzo del più intuitivo Simulink®, l’ambiente di sviluppo e simulazione model based ideato da Mathworks ®. Questo approccio permette uno sviluppo più veloce degli algoritmi grazie all’impostazione simile a quella degli schemi a blocchi. Sebbene l’obiettivo finale di questa tesi sia trattazione del controllo in anello chiuso di due motori in configurazione back-to-back, ampio spazio è stato dato alla descrizione, valutazione ed impostazione delle singole periferiche e sensori (sia per il LaunchPad™ Piccolo F28069M che per il BOOSTXL-DRV8301) che poi verrano usati per costituire tale setup sperimentale. Difatti un approccio semplificato per la programmazione del microcontrollore presenta comunque delle sue criticità. Ad esempio, la modellazione ad alto livello di Simulink® favorisce il riutilizzo del codice nelle implementazioni successive, ma introduce anche alcuni problemi di interfacciamento tra il software Simulink® (sviluppato da Mathworks®) e la scheda F28069M LaunchPad™ (prodotta da Texas Instruments™), poichè le due società possiedono diversi standard esecutivi.
Tesi di laurea Magistrale
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