Introduzione alla programmazione di microcontrollori per applicazioni di controllo dell'elettronica di potenza: Codifica con MATLAB(R) e Simulink(R)

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Titolo originale:

Introduction to Microcontroller Programming for Power Electronics Control Applications: Coding with MATLAB(R) and Simulink(R)

Contenuto del libro:

La programmazione dei microcontrollori non è un compito banale. Infatti, è necessario impostare correttamente le periferiche richieste utilizzando linguaggi di programmazione come C/C++ o direttamente il codice macchina. Tuttavia, MathWorks(R) ha sviluppato un flusso di lavoro basato su modelli collegato a uno strumento di generazione automatica di codice in grado di tradurre gli schemi di Simulink(R) in file eseguibili. Si tratta di una procedura di prototipazione rapida, che può essere applicata a molte schede per microcontrollori disponibili sul mercato. Tra queste, questo libro introduttivo si concentra sulla famiglia C2000 LaunchPad TM di Texas Instruments TM per fornire al lettore le strategie di programmazione di base, le linee guida di implementazione e le considerazioni sull'hardware per alcune applicazioni di controllo basate sull'elettronica di potenza. Partendo da semplici esempi come l'accensione e lo spegnimento dei LED di bordo, la conversione analogico-digitale, la generazione di forme d'onda o la gestione di una periferica di modulazione dell'ampiezza degli impulsi, il lettore viene guidato attraverso le impostazioni dei blocchi Simulink(R) specifici per MCU abilitati alla traduzione del codice. In seguito, il libro propone diversi problemi di controllo in termini di gestione della potenza di carichi RL e RLC (ad esempio, con convertitori DC-DC) e di controllo ad anello chiuso di motori DC. Vengono analizzati gli schemi di controllo e i principi di funzionamento delle topologie di convertitori di potenza necessari per pilotare i sistemi in esame.

Infine, vengono proposti un paio di esercizi per verificare la comprensione del lettore, presentando al contempo una tecnica di processor-in-the loop (PIL) per emulare la dinamica di sistemi complessi o per testare le prestazioni computazionali.

Questo libro si rivolge quindi agli studenti di ingegneria elettrica e di automazione e controllo che seguono un curriculum in elettronica di potenza e azionamenti, nonché agli ingegneri e ai ricercatori che desiderano approfondire le proprie conoscenze e acquisire nuove competenze nella progettazione e nell'implementazione di schemi di controllo finalizzati ai suddetti campi di applicazione. Si presuppone infatti che il lettore abbia una buona conoscenza dei fondamenti delle macchine elettriche e dell'elettronica di potenza, nonché delle strategie di modellazione in tempo continuo e delle tecniche di controllo lineare. Inoltre, la familiarità con i dati campionati, l'analisi dei sistemi a tempo discreto e gli argomenti di progettazione embedded è un vantaggio.

Tuttavia, anche se queste competenze sono utili, non sono essenziali, poiché questo libro fornisce alcune conoscenze di base anche a chi si avvicina a questi argomenti per la prima volta. I concetti chiave sono sviluppati da zero, compresa una breve revisione della teoria del controllo e delle strategie di modellazione per i sistemi basati sull'elettronica di potenza.