【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電機(jī)控制系統(tǒng)，具體涉及一種基于arm加雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)、方法及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、近年來(lái)，隨著新能源汽車產(chǎn)量的增長(zhǎng)，電機(jī)控制器的生產(chǎn)廠家也越來(lái)越多，而電機(jī)控制器作為電動(dòng)汽車的核心部件之一，其研發(fā)及生產(chǎn)過程均需經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而確保其出廠質(zhì)量。
2、通常電機(jī)控制器在出廠前需要利用機(jī)械臺(tái)架來(lái)進(jìn)行出廠測(cè)試，然而機(jī)械臺(tái)架具有噪音大，占比面積大，使用不方便等問題。因此，為了滿足對(duì)電機(jī)控制器在不同電機(jī)類型下的應(yīng)用要求，部分生產(chǎn)商開始使用電機(jī)模擬器代替?zhèn)鹘y(tǒng)臺(tái)架進(jìn)行電機(jī)控制器的出廠測(cè)試。電機(jī)模擬器作為電力電子設(shè)備，其整體結(jié)構(gòu)較小，使用較為方便，通過下發(fā)電機(jī)參數(shù)模擬電機(jī)的輸出特性，即可起到替代傳統(tǒng)機(jī)械臺(tái)架的作用，從而可快速地完成電機(jī)控制器的出廠測(cè)試。
3、然而，市面上的電機(jī)模擬器對(duì)真實(shí)電機(jī)的模擬精度不夠，主要原因是電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)的離散方法不正確或者主控芯片運(yùn)算速度低，造成其延時(shí)大，無(wú)法滿足輸出精度的要求，從而導(dǎo)致對(duì)電機(jī)控制器的測(cè)試精度降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于解決現(xiàn)有的電機(jī)模擬器因?qū)φ鎸?shí)電機(jī)的模擬精度不夠，導(dǎo)致其對(duì)電機(jī)控制器的測(cè)試精度降低的技術(shù)問題，而提供一種基于arm加雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)、方法及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供的技術(shù)解決方案如下：
3、一種基于arm加雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，其特殊之處在于：
4
5、所述arm控制單元包括電壓控制模塊和信息采集模塊；所述信息采集模塊與電壓控制模塊連接，用于采集電機(jī)模擬器的端口信號(hào)并反饋至電壓控制模塊；
6、所述集控fpga單元包括依次連接的電機(jī)模型生成模塊、內(nèi)環(huán)控制模塊、pwm生成模塊，以及光纖通信模塊；
7、所述電機(jī)模型生成模塊分別與電壓控制模塊和光纖通信模塊連接，用于向電壓控制模塊輸出反饋信號(hào)，以及向光纖通信模塊輸出相位信號(hào)；所述電壓控制模塊基于端口信號(hào)和反饋信號(hào)計(jì)算得到內(nèi)環(huán)給定信號(hào)，并經(jīng)電機(jī)模型生成模塊傳輸至內(nèi)環(huán)控制模塊；內(nèi)環(huán)控制模塊用于對(duì)內(nèi)環(huán)給定信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并傳輸至pwm生成模塊；pwm生成模塊的輸出端用于連接電機(jī)模擬器，pwm生成模塊基于調(diào)制后的內(nèi)環(huán)給定信號(hào)生成電機(jī)模擬器所需的pwm波；
8、所述旋變fpga單元包括旋變模擬模塊，其輸入端與光纖通信模塊連接，用于接收相位信號(hào)，輸出端用于連接電機(jī)模擬器；旋變模擬模塊用于將相位信號(hào)轉(zhuǎn)換為旋變信號(hào)后輸出至電機(jī)模擬器。
9、進(jìn)一步地，所述旋變fpga單元還包括傳感器故障模擬模塊，其分別與光纖通信模塊和旋變模擬模塊連接，用于模擬傳感器的斷路和短路故障工況，并在此工況下將接收到的相位信號(hào)傳輸至旋變模擬模塊。
10、進(jìn)一步地，所述pwm生成模塊包括svpwm轉(zhuǎn)換器和pwm生成器；
11、所述svpwm轉(zhuǎn)換器的輸入端與內(nèi)環(huán)控制模塊連接，輸出端與pwm生成器連接，用于將內(nèi)環(huán)控制模塊調(diào)制后的內(nèi)環(huán)給定信號(hào)轉(zhuǎn)換、比較后傳輸至pwm生成器；pwm生成器的輸出端連接電機(jī)模擬器，用于生成電機(jī)模擬器需要的pwm波。
12、進(jìn)一步地，所述信息采集模塊包括電壓采集器、電流采集器及速度采集器。
13、進(jìn)一步地，所述旋變模擬模塊包括依次連接的ad采樣電路、幅值頻率計(jì)算模塊、dds換算模塊、旋變信號(hào)計(jì)算模塊及da輸出電路；
14、所述ad采樣電路與光纖通信模塊連接，用于接收相位信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后送入幅值頻率計(jì)算模塊中，數(shù)字信號(hào)依次經(jīng)幅值頻率計(jì)算模塊、dds換算模塊及旋變計(jì)算模塊計(jì)算后，得到旋變信號(hào)，并經(jīng)da輸出電路轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后輸出。
15、同時(shí)，本專利技術(shù)還提供了一種基于arm加雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制方法，包括以下步驟：
16、【1】通過信息采集模塊采集電機(jī)模擬器的端口信號(hào)并傳輸至電壓控制模塊，由電壓控制模塊計(jì)算得到外環(huán)給定信號(hào)；所述端口信號(hào)為端口電流；
17、【2】電機(jī)模型生成模塊對(duì)其內(nèi)部算法進(jìn)行離散化后輸出反饋信號(hào)至電壓控制模塊；
18、【3】基于步驟【1】得到的外環(huán)給定信號(hào)和步驟【2】得到的反饋信號(hào)，由電壓控制模塊計(jì)算得到內(nèi)環(huán)給定信號(hào)，并經(jīng)電機(jī)模型生成模塊傳輸至內(nèi)環(huán)控制模塊；
19、【4】?jī)?nèi)環(huán)控制模塊對(duì)內(nèi)環(huán)給定信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后傳輸至pwm生成模塊；同時(shí)，電機(jī)模型生成模塊通過光纖通信模塊將相位信號(hào)傳輸至旋變模擬模塊；
20、【5】pwm生成模塊基于調(diào)制后的內(nèi)環(huán)給定信號(hào)生成相應(yīng)的pwm波并傳輸至電機(jī)模擬器；同時(shí)，旋變模擬模塊將接收到的相位信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樾冃盘?hào)并傳輸至電機(jī)模擬器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)模擬器的控制。
21、進(jìn)一步地，步驟【1】中，所述外環(huán)給定信號(hào)的計(jì)算過程為：
22、
23、
24、式中，udref為d軸外環(huán)給定電壓，ld為d軸電感，id為d軸電流，r為定子電阻，lq為q軸電感，p為極對(duì)數(shù)，wm為機(jī)械角速度，iq為q軸電流，uqrrf表示q軸外環(huán)給定電壓，f為磁通量。
25、進(jìn)一步地，步驟【3】中，所述內(nèi)環(huán)給定信號(hào)的計(jì)算方法為，將外環(huán)給定信號(hào)和反饋信號(hào)做差，獲得電壓反饋差值，并將該差值送入電壓控制模塊中的pi控制器，由pi控制器基于信息采集模塊傳輸?shù)亩丝陔娏鬏敵鱿鄳?yīng)的內(nèi)環(huán)給定信號(hào)。
26、進(jìn)一步地，步驟【5】具體為：
27、pwm生成模塊中的svpwm轉(zhuǎn)換器將內(nèi)環(huán)控制模塊調(diào)制后的內(nèi)環(huán)給定信號(hào)，轉(zhuǎn)換成pwm生成器需要的電壓信號(hào)并傳輸至pwm生成器中，由pwm生成器將該電壓信號(hào)與其內(nèi)部的三角載波比較，從而得到相應(yīng)的pwm波并傳輸至電機(jī)模擬器；
28、同時(shí)，旋變模擬模塊中的ad采樣電路接收到相位信號(hào)后將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)依次經(jīng)幅值頻率計(jì)算、dds換算及旋變計(jì)算計(jì)算后，轉(zhuǎn)換為旋變信號(hào)，并經(jīng)da輸出電路轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后傳輸至電機(jī)模擬器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)模擬器的控制。
29、另外，本專利技術(shù)還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序或指令，所述計(jì)算機(jī)程序或指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制方法的步驟。
30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有的有益技術(shù)效果如下：
31、1、本專利技術(shù)提出的基于arm加雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，采用電壓控制模塊對(duì)信息采集模塊采集的端口信號(hào)以及電機(jī)模型生成模塊輸出的反饋信號(hào)計(jì)算得到內(nèi)環(huán)給定信號(hào)，再經(jīng)內(nèi)環(huán)控制模塊、pwm生成模塊輸出pwm波；與此同時(shí)，通過旋變fpga單元接收電機(jī)模型生成模塊輸出的相位信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為旋變信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)模擬器的控制。該系統(tǒng)基于arm加雙fpga的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)模型的精確模擬以及高精度輸出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)控制器的高精度測(cè)試。
32、2、本專利技術(shù)在旋變fpga單元中還設(shè)有傳感器故障模擬模塊，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于ARM加雙FPGA架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM加雙FPGA架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于ARM加雙FPGA架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于ARM加雙FPGA架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的基于ARM加雙FPGA架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，其特征在于：
6.一種基于ARM加雙FPGA架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至5任一所述的基于ARM加雙FPGA架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于ARM加雙FPGA架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制方法，其特征在于：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于ARM加雙FPGA架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制方法，其特征在于：
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于ARM加雙FPGA架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制方法，其特征在于，步驟【5】具體為：
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于arm加雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于arm加雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于arm加雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于arm加雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的基于arm加雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制系統(tǒng)，其特征在于：
6.一種基于arm加雙fpga架構(gòu)的電機(jī)模擬器控制方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至5任一所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高澤宇，宋強(qiáng)，趙巖，詹成江，高昂，梁興勇，王期耀，李春龍，白小青，張建榮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西安愛科賽博電氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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