CN202886986U - 一种电机控制算法的验证系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机控制算法的验证系统，包括装载电机控制算法的控制器、装载仿真电机模型的FPGA板卡和PC机，控制器分别与FPGA板卡和PC机连接。通过PC机监测电机仿真模型的运行状态，并通过PC机调试电机控制算法的参数，最终来完成电机控制算法的验证。本实用新型提供的电机控制算法的验证系统验证周期短、安全可靠性强、节省成本。

Description

一种电机控制算法的验证系统

技术领域

本申请涉及电机控制领域，特别涉及一种电机控制算法的验证系统。

背景技术

电机的运转是通过控制器来进行控制的，在控制器中写入控制算法，电机按照控制算法进行工作。但控制算法是否正确，电机是否按照预期进行工作有待验证。

现有的电机控制算法的验证方法一般是将电机控制算法下载到控制器后，与真实的电机连接，通过查看电机对控制器的反应来判断控制算法是否正确。

这种电机控制算法验证方法存在研发周期长、成本高、风险大等缺点。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种电机控制算法的验证系统，克服了现有电机控制算法验证系统验证周期长、成本高、风险大的技术缺陷。

具体技术方案如下：

一种电机控制算法的验证系统，包括：

用于装载电机控制算法的控制器；

用于装载仿真电机模型的FPGA板卡；

以及用于显示所述仿真电机模型的运行状态和所述电机控制算法的参数设置的PC机；

其中，所述控制器分别与所述FPGA板卡和所述PC机连接；所述控制器与所述FPGA板卡通过接口连接。

进一步地，所述接口至少包括：

三相PWM控制信号接口、三相电流接口、母线电压接口、转速反馈接口、位置反馈接口和扭矩反馈接口。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本实用新型提供的电机控制算法的验证系统，将控制器和FPGA板卡通过接口连接起来，控制器中运行电机控制算法，FPGA板卡中运行电机仿真模型，通过PC机监测电机仿真模型的运行状态，并通过PC机调试电机控制算法的参数，最终来完成电机控制算法的验证。本实用新型提供的电机控制算法的验证系统验证周期短、安全可靠性强、节省成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例的电机控制算法验证系统的结构原理图。

为了图示的简单和清楚，以上附图示出了结构的普通形式，并且为了避免不必要的模糊本实用新型，可以省略已知特征和技术的描述和细节。另外，附图中的单元不必要按照比例绘制。例如，可以相对于其他单元放大图中的一些单元的尺寸，从而帮助更好的理解本实用新型的实施例。不同附图中的相同标号表示相同的单元。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的单元，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例，例如能够以除了在这里图示的或否则描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一

本实施例提供一种电机控制算法的验证系统，请参见图1，系统包括：控制器1和FPGA（现场可编程门阵列）板卡2两部分。其中，控制器1用于实时运行电机控制算法，FPGA板卡2用于运行仿真电机模型。技术人员将设计完成的电机控制算法下载到控制器1中；并且将仿真电机模型下载到FPAG板卡2中，控制器1与FPGA板卡2通过接口3连接，接口3至少包括三相PWM控制信号接口、母线电压接口、三相电流接口、转速反馈接口、位置反馈接口和扭矩反馈接口，数据传输时钟为10MHz。

还包括PC机（图中未示出），PC机与所述控制器1通讯连接。控制器1根据电机控制算法来控制FPGA板卡2中仿真电机模型的工作状态。FPGA板卡中的仿真电机模型的工作参数通过接口3传输给控制器1，而PC机安装有VeriStand（VeriStand是一种配置实时测试应用程序的软件环境）软件，用于显示仿真电机模型的运行状态。同时可以通过PC机对电机控制算法的参数进行设置。通过PC机的界面，可以调节电机控制算法的参数PID（ProportionIntegration Differentiation，比例微分积分）的值，以及设置目标扭矩或者转速等参数，并观察电机的实际输出扭矩或转速，比较目标扭矩或转速与实际扭矩或转速的变化曲线。

本实施例基于NI-PXI设备的电机控制算法的验证方法如下：

一、验证电机控制算法的扭矩闭环：

S1：PC机界面上，设置电机控制算法的目标扭矩为Tmax/10（其中，Tmax为最大扭矩），通过图形显示控件对比仿真电机模型的输出扭矩与目标扭矩的曲线是否一致。

S2：若仿真电机模型的扭矩曲线与控制算法的预期有偏离，可以通过在线调节电机控制算法的PID（比例积分微分）系数来修正电机控制算法，若与预期一致则继续。

S3：增大电机控制算法的目标扭矩Tmax/10，查看PMSM模型的输出扭矩，重复步骤（2）。

S4：继续增大电机控制算法的目标扭矩，增大幅度为Tmax/10，重复步骤S2，直到目标扭矩增大到Tmax，且在所有的目标扭矩下，电机仿真模型能在一个固定的PID系数得到预期的扭矩响应。

S5：修改电机控制算法中PID系数为步骤（4）中的值。

二、验证电机控制算法的转速闭环：

S21：在PC机界面上，设置电机控制算法的目标转速为ωmax/10（其中，ωmax为最大转速），通过图形显示控件对比电机仿真模型输出转速与目标转速的曲线是否一致。

S22：若电机仿真模型的转速曲线与控制算法的预期有偏离，可以通过在线调节电机控制算法的PID（比例积分微分）系数来修正电机控制算法。若与预期一致则继续。

S23：增大电机控制算法的目标转速，增大幅度为ωmax/10，查看电机仿真模型的输出转速，重复步骤S22。

S24：继续增大电机控制算法的目标转速ωmax/10，重复步骤S23，直到目标转速增大到ωmax，且在所有的目标转速下，电机仿真模型都能在一个固定的PID系数得到预期的转速响应。

S25：修改电机控制算法中PID系数为步骤（4）中的值。

本实用新型提供的电机控制算法的验证系统，将控制器和FPGA板卡通过接口连接起来，控制器中运行电机控制算法，FPGA板卡中运行电机仿真模型，通过PC机监测电机仿真模型的运行状态，并通过PC机调试电机控制算法的参数，最终来完成电机控制算法的验证。本实用新型提供的电机控制算法的验证系统验证周期短、安全可靠性强、节省成本。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (2)

1.一种电机控制算法的验证系统，其特征在于，所述验证系统包括：

用于装载电机控制算法的控制器；

用于装载仿真电机模型的FPGA板卡；

以及用于显示所述仿真电机模型的运行状态和所述电机控制算法的参数设置的PC机；

其中，所述控制器分别与所述FPGA板卡和所述PC机连接；所述控制器与所述FPGA板卡通过接口连接。

2.如权利要求1所述的验证系统，其特征在于，所述接口至少包括：

三相PWM控制信号接口、三相电流接口、母线电压接口、转速反馈接口、位置反馈接口和扭矩反馈接口。

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