CN110687823A - 开发测试系统、开发测试控制方法、计算机装置及介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种开发测试系统、开发测试控制方法、计算机装置及介质，所述系统包括：仿真系统，运行六相永磁同步电机模型及旋转变压器模型来进行仿真，其中旋转变压器模型与相关通道接口采集六相永磁同步电机模型的运行相关信息；控制器，与仿真系统通信连接，根据运行相关信息进行计算得到控制指令并向仿真系统发送，控制六相永磁同步电机模型的运行；上位机，与仿真系统和控制器通信连接，用于监控仿真系统和控制器的运行情况。解决了搭建实验台架过程复杂，需要的时间较长延长算法的开发周期且在完全离线仿真时和实际情况差别大，对控制算法的开发验证参考作用不大的问题，本申请提供了有效、快速、成本低廉的六相永磁同步电机的开发测试系统。

Description

开发测试系统、开发测试控制方法、计算机装置及介质

技术领域

本申请涉及一种六相永磁同步电机控制技术领域，特别是涉及一种开发测试系统、开发 测试控制方法、计算机装置及介质。

背景技术

随着工业应用中人们对电机的功率、控制效率以及容错能力的要求越来越高，传统的三 相电机已经无法满足要求。近年来，多相电机以其高电机效率、低转矩脉动和更好的容错能 力逐渐成为行业发展的趋势。随之而来的是多相电机的控制算法变得更加复杂，开发流程更 加繁复。

对于六相永磁同步电机这样的大功率电力电子设备，直接在实物台架上进行控制算法的 验证，有着诸多困难。搭建实验台架过程复杂，需要的时间较长，会延长算法的开发周期。 因此在控制算法开发的早期设计阶段，经常采用完全的离线仿真来完成设计和测试工作。但 这样做的缺点是，完全离线仿真往往和实际情况差别较大，对控制算法的开发验证的参考作 用有限。

申请内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种开发测试系统、开发测试控 制方法、计算机装置及介质，用于解决现有技术中搭建实验台架过程复杂，需要的时间较长， 会延长算法的开发周期且在完全离线仿真时往往和实际情况差别较大，对控制算法的开发验 证的参考作用有限的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种开发测试系统，所述系统包括：仿真 系统，用于运行六相永磁同步电机模型及旋转变压器模型来进行仿真，其中所述旋转变压器 模型用于采集所述六相永磁同步电机模型的运行相关信息；控制器，与所述仿真系统通信连 接，用于根据接收到的运行相关信息进行计算得到控制指令并向所述仿真系统发送，以控制 所述六相永磁同步电机模型的运行；上位机，与所述仿真系统和控制器通信连接，用于监控 仿真系统和控制器的运行情况。

于本申请的一实施例中，所述上位机通过运行CANoe监控所述仿真系统和所述控制器的 运行情况。

于本申请的一实施例中，所述上位机包括：第一上位机和第二上位机，其中所述第一上 位机与所述仿真系统通信连接，所述第二上位机与所述控制器通信连接。

于本申请的一实施例中，所述仿真系统包括：拓展单元，用于运行所述六相永磁同步电 机模型及旋转变压器模型进行仿真，其中所述旋转变压器模型用于采集六相电机模型的运行 相关信息；实时单元，与所述拓展单元通过总线连接，用于实时测试所述拓展单元的六相永 磁同步电机模型及旋转变压器模型运行情况；网络单元，与所述实时单元通过总线连接；供 电单元，与所述拓展单元、实时单元及供电单元总线连接，用于向各单元供电。

于本申请的一实施例中，所述运行相关信息包括六相永磁同步电机的转子位置、六相电 流以及母线电压中的一种或多种。

于本申请的一实施例中，所述控制器为Aurix TC275控制器。

于本申请的一实施例中，所述仿真系统利用VT System FPGA仿真运行六相永磁同步电 机模型及旋转变压器模型进行仿真。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种开发测试控制方法，用于控制仿真运 行的六相永磁同步电机模型，其中，所述六相永磁同步电机模型还与仿真运行的旋转变压器 模型耦合；所述旋转变压器模型用于采集所述六相永磁同步电机模型的运行相关信息；方法 包括：将接收到的运行相关信息进行计算得到控制指令；其中，所述控制指令，用于控制所 述六相永磁同步电机模型的运行。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机装置，包括：一或多个存储器， 用于存储计算机程序；一或多个处理器，用于运行所述计算机程序，以执行所述的开发测试 控制方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机存储介质，存储有计算机程序， 所述计算机程序运行时实现所述的开发测试控制方法。

如上所述，本申请的开发测试系统、开发测试控制方法、计算机装置及介质，具有以下 有益效果：解决了现有技术中搭建实验台架过程复杂，需要的时间较长，会延长算法的开发 周期且在完全离线仿真时往往和实际情况差别较大，对控制算法的开发验证的参考作用有限 的问题，本申请提供了有效、快速、成本低廉的六相永磁同步电机的开发测试系统。

附图说明

图1显示为本申请一实施例中的开发测试系统的结构示意图。

图2显示为本申请一实施例中的开发测试控制方法的流程示意图。

图3显示为本申请一实施例中的计算机装置的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露 的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加 以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精 神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征 可以相互组合。

需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解， 还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、 电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的 范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并 非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、““下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元 件或特征与另一元件或特征的关系。

其中提到的第一、第二及第三等术语是为了说明多样的部分、成份、区域、层及/或段 而使用的，但并非限定于此。这些术语只用于把某部分、成份、区域、层或段区别于其它部 分、成份、区域、层或段。因此，以下叙述的第一部分、成份、区域、层或段在不超出本申请范围的范围内，可以言及到第二部分、成份、区域、层或段。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述 的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、 元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或” 被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C” 意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功 能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

对于六相永磁同步电机这样的大功率电力电子设备，直接在实物台架上进行控制算法的 验证，有着诸多困难。搭建实验台架过程复杂，需要的时间较长，会延长算法的开发周期。 因此在控制算法开发的早期设计阶段，经常采用完全的离线仿真来完成设计和测试工作。但 这样做的缺点是，完全离线仿真往往和实际情况差别较大，对控制算法的开发验证的参考作 用有限。

因此，本申请提供一种开发测试系统，用于解决现有技术中搭建实验台架过程复杂，需 要的时间较长，会延长算法的开发周期且在完全离线仿真时往往和实际情况差别较大，对控 制算法的开发验证的参考作用有限的问题。

所述系统包括：仿真系统，用于运行六相永磁同步电机模型及旋转变压器模型来进行仿 真，其中所述旋转变压器模型用于采集所述六相永磁同步电机模型的运行相关信息；控制器， 与所述仿真系统通信连接，用于根据接收到的运行相关信息进行计算得到控制指令并向所述 仿真系统发送，以控制所述六相永磁同步电机模型的运行；上位机，与所述仿真系统和控制 器通信连接，用于监控仿真系统和控制器的运行情况。

下面以附图1为参考，针对本申请得实施例进行详细说明，以便本申请所述技术领域的 技术人员能够容易地实施。本申请可以以多种不同形态体现，并不限于此处说明的实施例。

如图1所示，为本申请实施例中的一种开发测试系统的结构示意图。

所述系统包括：

所述仿真系统11，所述仿真系统11包含六相永磁同步电机模型，其中所述模型为其矢 量控制的数学模型；所述仿真系统11还包含旋转变压器模型，所述仿真系统11运行所述六 相永磁同步电机模型及旋转变压器模型，其中运行的旋转变压器模型与相关通道接口结合可 以采集所述六相永磁同步电机模型运行的运行相关信息。

所述控制器12，与所述仿真系统11通信连接，所述控制器接收到来自所述仿真系统11 的运行相关信息，根据所述运行相关信息运行相应的控制算法经过计算后得到相应的控制指 令，再将所述控制指令向所述仿真系统发送，所述仿真系统根据所述控制指令所述六相永磁 同步电机模型进行相应的运行。

所述上位机13，与所述仿真系统11和所述控制器12通信连接，所述上位机13监控所 述仿真系统11的运行工作情况，且监控所述控制器12的工作情况。

可选的，所述上位机13通过运行CANoe监控所述仿真系统11和所述控制器12的运行 情况。具体的，所述上位机13运行CANoe与所述仿真系统11进行通信连接来监控所述六相 永磁同步电机模型的运行情况。所述上位机13运行CANoe与所述仿真系统11进行通信连接 通过显示接收的报文来监控所述六相永磁同步电机模型的运行情况，并针对运行情况发送相 应的报文。所述上位机运行CANoe与所述仿真系统11进行通信连接通过显示接收的报文来 监控所述控制器中控制算法的运行情况。

可选的，所述上位机13包括：第一上位机和第二上位机，其中所述第一上位机与所述仿 真系统11通信连接，所述第二上位机与所述控制器12通信连接。具体的，所述第一上位机 与所述仿真系统11通信连接监控所述六相永磁同步电机模型的运行情况；所述第二上位机与 所述控制器12通信连接来监控所述控制器中控制算法的运行情况。

可选的，所述仿真系统包括：

所述拓展单元，所述拓展单元通过添加特殊任务模块硬件，可以扩展所述仿真系统的功 能。所述拓展单元充当主板的作用，在上面插接一块应用板，针对不同的项目用户可以自行 或通过Vector开发应用板卡。

所述拓展单元包含所述六相永磁同步电机模型及旋转变压器模型并对其进行运行进，其 中所述旋转变压器模型用于采集六相电机模型的运行相关信息。举例来说，所述拓展单元为 VT7900拓展单元。

所述实时单元，与所述拓展单元通过总线连接，有4路CAN/LIN网络通道，是所述仿真 系统11的一种高性能的接口单元，可以添加容错信号到信号线上。另外，该单元的网络接口 通过PCI Express标准的电缆连接不同型号的实时模块或者PC端，因此可以提供高性能、低 延迟的传输速率。所述实时单元用于实时测试所述拓展单元11的六相永磁同步电机模型及旋 转变压器模型运行情况；举例来说，所述实时单元为VT6050实时单元。

所述网络单元，与所述实时单元通过总线连接，用于实现总线之间的网络通信，举例来 说，所述网络单元为VT6204网络单元。

所述供电单元，与所述拓展单元、实时单元及供电单元总线连接，用于向各单元供电。 举例来说，所述供电单元为VT7001A单元，所述VT7001A单元以最大70A连续电流输出，电流的测量范围为10uA-70A，可以模拟短路、开路故障。

可选的，所述运行相关信息包括所述六相永磁电机的转子位置、六相电流以及母线电压 中的一种或多种。

可选的，所述控制器12为Aurix TC275控制器，所述控制器12采用英飞凌公司的Aurix 系列单片机。Aurix TC275控制器的GTM模块生成六相十二路PWM波，VADC采集六相电流、IGBT温度、母线电压等信号，使用QSPI与旋变解码芯片通信获取电机的位置和速度信号，并通过CAN接口与CAN总线网络通信，同时实现控制器的测量、标定功能。控制器 AurixTC275运行六相电机控制算法，结合控制器采集到的六相电机模型的所述运行相关信息(转子位置、六相电流、母线电压等)，计算得到电机控制指令(PWM占空比等)。

可选的，所述仿真系统11利用VT System FPGA仿真运行六相永磁同步电机模型及旋转 变压器模型进行仿真；具体的，所述VT System FPGA仿真用于替代连接于ECU的真实执行 器与传感器。这些执行器与传感器由所述VT System FPGA仿真相应组件进行模拟。如果需 要VT组件所模拟的I/O信号可同时与真实传感器和执行器连接。所有ECU测试所需输入或 输出仿真模块和相关节点实时仿真模块统一集成于所述VT System FPGA仿真组件。

与上述实施例原理相似的是，本申请提供一种开发测试控制方法，用于控制仿真运行的 六相永磁同步电机模型，其中，所述六相永磁同步电机模型还与仿真运行的旋转变压器模型 耦合；所述旋转变压器模型用于采集所述六相永磁同步电机模型的运行相关信息；方法包括：

将接收到的运行相关信息进行计算得到控制指令；

其中，所述控制指令，用于控制所述六相永磁同步电机模型的运行。

以下结合附图提供具体实施例：

如图2所示，展示本申请实施例中的一种开发测试控制方法的流程示意图。

所述开发测试控制方法，用于控制仿真运行的六相永磁同步电机模型，其中，所述六相 永磁同步电机模型还与仿真运行的旋转变压器模型耦合；所述旋转变压器模型用于采集所述 六相永磁同步电机模型的运行相关信息；

可选的，其中所述六相永磁同步电机模型为其矢量控制的数学模型；所述仿真系统还包 含旋转变压器模型，所述仿真系统运行所述六相永磁同步电机模型及旋转变压器模型，其中 运行的旋转变压器模型和相关通道接口可以采集所述六相永磁同步电机模型运行的运行相关 信息。

所述方法包括：

S21：将接收到的运行相关信息进行计算得到控制指令；其中，所述控制指令，用于控制 所述六相永磁同步电机模型的运行。

可选的，接收到所述运行相关信息，根据所述运行相关信息运行相应的控制算法经过计 算后得到相应的控制指令，再将所述控制指令以根据所述控制指令所述六相永磁同步电机模 型进行相应的运行的控制。

如图3所示，展示本申请实施例中的电子装置30的结构示意图。

所述电子装置30包括：存储器31及处理器32所述存储器31用于存储计算机程序；所 述处理器32运行计算机程序实现如图2所述的开发测试控制方法。

可选的，所述存储器31的数量均可以是一或多个，所述处理器32的数量均可以是一或 多个，而图3中均以一个为例。

可选的，所述电子装置30中的处理器32会按照如图2所述的步骤，将一个或多个以应 用程序的进程对应的指令加载到存储器31中，并由处理器32来运行存储在存储器31中的应 用程序，从而实现如图2所述开发测试控制方法中的各种功能。

可选的，所述存储器31，可能包括但不限于高速随机存取存储器、非易失性存储器。例 如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备；所述处理器32，可能 包括但不限于中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor， 简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路 (Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组 件。

可选的，所述处理器32可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简 称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现 场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分 立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本申请还提供计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序运行时实现如 图2所示的开发测试控制方法。所述计算机可读存储介质可包括，但不限于，软盘、光盘、 CD-ROM(只读光盘存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可 擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适 于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。所述计算机可读存储介质可以是 未接入计算机设备的产品，也可以是已接入计算机设备使用的部件。

综上所述，本申请开发测试系统、开发测试控制方法、计算机装置及介质，所述系统包 括：仿真系统，用于运行六相永磁同步电机模型及旋转变压器模型来进行仿真，其中所述旋 转变压器模型用于采集所述六相永磁同步电机模型的运行相关信息；控制器，和所述仿真系 统分别通信连接，用于根据接收到的运行相关信息进行计算得到控制指令并向所述仿真系统 发送，以控制所述六相永磁同步电机模型的运行；上位机，与所述仿真系统和控制器通信连 接，用于监控仿真系统和控制器的运行情况。解决了现有技术中搭建实验台架过程复杂，需 要的时间较长，会延长算法的开发周期且在完全离线仿真时往往和实际情况差别较大，对控 制算法的开发验证的参考作用有限的问题，本申请提供了有效、快速、成本低廉的六相永磁 同步电机的开发测试系统。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利 用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技 术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡 所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种开发测试系统，其特征在于，所述系统包括：

仿真系统，用于运行六相永磁同步电机模型及旋转变压器模型来进行仿真，其中所述旋转变压器模型用于采集所述六相永磁同步电机模型的运行相关信息；

控制器，与所述仿真系统通信连接，用于根据接收到的运行相关信息进行计算得到控制指令并向所述仿真系统发送，以控制所述六相永磁同步电机模型的运行；

上位机，与所述仿真系统和控制器通信连接，用于监控仿真系统和控制器的运行情况。

2.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述上位机通过运行CANoe监控所述仿真系统和所述控制器的运行情况。

3.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述上位机包括：第一上位机和第二上位机，其中所述第一上位机与所述仿真系统通信连接，所述第二上位机与所述控制器通信连接。

4.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述仿真系统包括：

拓展单元，用于运行所述六相永磁同步电机模型及旋转变压器模型进行仿真，其中所述旋转变压器模型用于采集六相电机模型的运行相关信息；

实时单元，与所述拓展单元通过总线连接，用于实时测试所述拓展单元的六相永磁同步电机模型及旋转变压器模型运行情况；

网络单元，与所述实时单元通过总线连接；

供电单元，与所述拓展单元、实时单元及供电单元总线连接，用于向各单元供电。

5.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述运行相关信息包括六相永磁同步电机的转子位置、六相电流以及母线电压中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述控制器为Aurix TC275控制器。

7.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述仿真系统利用VT System FPGA仿真运行六相永磁同步电机模型及旋转变压器模型进行仿真。

8.一种开发测试控制方法，其特征在于，用于控制仿真运行的六相永磁同步电机模型，其中，所述六相永磁同步电机模型还与仿真运行的旋转变压器模型耦合；所述旋转变压器模型用于采集所述六相永磁同步电机模型的运行相关信息；方法包括：

将接收到的运行相关信息进行计算得到控制指令；

其中，所述控制指令，用于控制所述六相永磁同步电机模型的运行。

9.一种计算机装置，其特征在于，包括：

一或多个存储器，用于存储计算机程序；

一或多个处理器，用于运行所述计算机程序，以执行如权利要求8中所述的开发测试控制方法。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序运行时实现如权利要求8中所述的开发测试控制方法。

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