CN206975429U - 一种电机模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机模拟装置，包括模拟装置和计算机，模拟装置具有正交编码信号缓冲电路、数模转换模块、信号调理模块、PWM信号采集模块和MCU电路，MCU电路的输出端分别与正交编码信号缓冲电路的输入端和数模转换模块的输入端电连接，数模转换模块的输出端与信号调理模块的输入端电连接，PWM信号采集模块的输出端与MCU电路的输入端电连接，MCU电路与待开发或测试的电机控制电路分别通过数据总线与计算机双向连接。与现有技术相比，本新型的电机模拟装置，其无需在电机上在线实时操作即能辅助研发人员开发或测试电机控制电路的程序，使电机控制程序的开发或测试操作较为安全，保护研发人员的人身安全，并具有结构简易，操作方便，制作成本低的优点。

Description

一种电机模拟装置

技术领域

本实用新型涉及电机领域，更具体地说涉及一种用于开发或测试电机控制程序的电机模拟装置。

背景技术

电机能够精确跟踪参考信号过程，广泛应用于数控机床、风力发电、工机械手等控制领域中。在实际工业应用中均会对电机设计一套控制精准的电机控制程序，由电机控制程序产生控制信号给电机，实现电机控制。此电机控制程序的开发大多数是先由工程师根据经验先初步确定设计，设计后再将此电机控制程序实际应用在电机上，配合着电机进行反复在线调试、修改，最终得到优异的电机控制程序。然而，此种在电机上进行在线开发或测试电机控制程序的方式，因需与电机直接接触，对于工程师来说存在一定的安全隐患。

有鉴于此，本发明人对上述问题进行深入研究，遂于本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电机模拟装置，其能够辅助研发人员开发或测试电机控制程序，无需在电机进行在线实时操作，使电机控制程序的开发或测试操作较为安全。

为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种电机模拟装置，包括模拟装置和计算机，上述模拟装置具有正交编码信号缓冲电路、数模转换模块、信号调理模块、PWM信号采集模块和MCU电路，上述MCU电路的输入端具有PWM信号输入口，上述MCU电路的输出端具有输出输出正交编码信号的第一测试信号输出口和输出电流、电压及温度信号的第二测试信号输出口，上述第一测试信号输出口与上述正交编码信号缓冲电路的输入端电连接，上述正交编码信号缓冲电路的输出端具有与待开发或测试的电机控制电路的正交编码信号输入接口相插接的信号输出插接口，上述数模转换模块的输入端与上述第二测试信号输出口电连接，上述数模转换模块的输出端与上述信号调理模块的输入端电连接，上述信号调理模块的输出端具有与待开发或测试的电机控制电路的电流、电压及温度信号输入接口相插接的信号输出插接口，上述PWM信号采集模块的输出端与上述PWM信号输入口电连接，上述MCU电路与待开发或测试的电机控制电路分别通过数据总线与上述计算机双向连接。

上述数模转换模块的型号为AD5672R。

上述MCU电路的芯片型号为XC7Z020-2CLG484。

采用上述结构后，本实用新型的一种电机模拟装置，应用时，MCU电路输出正交编码信号和电流电压温度数字信号，正交编码信号经正交编码信号缓冲电路整形为待开发或测试电机控制电路能接受的正交编码信号，整形后的正交编码信号输入给待开发或测试的电机控制电路，电流电压温度数字信号通过数模转换模块转换成模拟信号，模拟信号经过信号调理电路处理后输入给待开发或测试的电机控制电路，待开发或测试的电机控制电路根据接收的电流、电压、温度及正交编码信号输出PWM信号，输出的PWM信号经PWM信号采集模块采集，并输入MCU电路，此时MCU电路利用自身的电机模型程序能计算出下一时刻的电流电压温度值和速度值，电流电压温度值通过第二测试信号输出口输出，速度值转化为正交编码信号通过第一测试信号输出口输出，MCU电路还能将实时参数通过数据总线发送给计算机，同时计算机可以通过数据总线设置MCU电机模型程序的参数，计算机还通过数据总线实现对电机控制电路进行在线调试。与现有技术相比，本新型的电机模拟装置，其无需在电机上在线实时操作即能辅助研发人员开发或测试电机控制电路的程序，使电机控制程序的开发或测试操作较为安全，保护研发人员的人身安全，并具有结构简易，操作方便，制作成本低的优点。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

本实用新型的一种电机模拟装置，如图1所示，包括模拟装置和计算机，模拟装置具有正交编码信号缓冲电路、数模转换模块、信号调理模块、PWM信号采集模块和MCU电路，MCU电路的输入端具有PWM信号输入口，MCU电路的输出端具有输出正交编码信号的第一测试信号输出口和输出电流、电压及温度信号的第二测试信号输出口，第一测试信号输出口与正交编码信号缓冲电路的输入端电连接，正交编码信号缓冲电路的输出端电连接有一与待开发或测试的电机控制电路的正交编码信号输入接口相插接的信号输出插接口，数模转换模块的输入端与第二测试信号输出口电连接，数模转换模块的输出端与信号调理模块的输入端电连接，信号调理模块的输出端电连接有一与待开发或测试的电机控制电路的电流、电压及温度信号输入接口相插接的信号输出插接口，PWM信号采集模块的输入端与待开发或测试的电机控制电路的PWM信号输出端连接，该PWM信号采集模块为ADC采样电路或捕获电路，PWM信号采集模块的输出端与PWM信号输入口电连接，MCU电路与待开发或测试的电机控制电路分别通过数据总线与计算机双向连接。本新型中，该MCU电路为具有电机模型程序的MCU电路，该电机模型程序的写入是一成熟技术，则MCU电路为一公知电路，应用时只需修改一些参数即可。

本新型的电机模拟装置，应用时，将与正交编码信号缓冲电路的输出端电连接的信号输出插接口和与信号调理模块的输出端电连接的信号输出插接口分别一一对应与待开发或测试的电机控制电路的正交编码信号输入接口和电流、电压及温度信号输入接口相插接，PWM信号采集模块的输入端与待开发或测试的电机控制电路的PWM信号输出接口相插接，计算机与待开发或测试的电机控制电路相连接即可完成模拟准备。运行时，MCU电路先输出正交编码信号和电流电压温度数字信号，正交编码信号经正交编码信号缓冲电路整形为待开发或测试电机控制电路能接受的正交编码信号，整形后的正交编码信号输入给待开发或测试的电机控制电路，电流电压温度数字信号通过数模转换模块转换成模拟信号，模拟信号经过信号调理电路处理后输入给待开发或测试的电机控制电路，待开发或测试的电机控制电路根据接收的电流、电压、温度及正交编码信号输出PWM信号，输出的PWM信号经PWM信号采集模块采集，并输入MCU电路，此时MCU电路利用自身的电机模型程序能计算出下一时刻的电流电压温度值和速度值，电流电压温度值通过第二测试信号输出口输出，速度值转化为正交编码信号通过第一测试信号输出口输出，MCU电路还能将实时参数通过数据总线发送给计算机，同时计算机可以通过数据总线设置MCU电机模型程序的参数，计算机还通过数据总线实现对电机控制电路进行在线调试。与现有技术相比，本新型的电机模拟装置，其无需在电机上在线实时操作即能辅助研发人员开发或测试电机控制电路的程序，使电机控制程序的开发或测试操作较为安全，保护研发人员的人身安全，另，开发或检测时，只需将各接口进行相应插接即可，具有结构简易，操作方便，制作成本低的优点。

本新型中，该电机模拟装置还包括有电源模块，该电源模块具有输出0.9V、1.2V、1.8V及3.3V电压的第一电压输出口和输出5Vext电压的第二电压输出口，该第一电压输出口与MCU电路的电源端电连接，为模拟装置供电，第二电压输出口与待开发或测试的电机控制电路的电源端电连接，为电机控制电路供电。

本新型中，该数模转换模块的型号为AD5672R，MCU电路的芯片型号为XC7Z020-2CLG484，信号调理模块主要采用的是型号为OPA4340的运算放大器，PWM信号采集模块的AD转换器由XC7Z020-2CLG484集成。

以上所述仅为本实施例的优选实施例，凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本实用新型的权利要求范围。

Claims (3)

1.一种电机模拟装置，其特征在于：包括模拟装置和计算机，上述模拟装置具有正交编码信号缓冲电路、数模转换模块、信号调理模块、PWM信号采集模块和MCU电路，上述MCU电路的输入端具有PWM信号输入口，上述MCU电路的输出端具有输出正交编码信号的第一测试信号输出口和输出电流、电压及温度信号的第二测试信号输出口，上述第一测试信号输出口与上述正交编码信号缓冲电路的输入端电连接，上述正交编码信号缓冲电路的输出端具有与待开发或测试的电机控制电路的正交编码信号输入接口相插接的信号输出插接口，上述数模转换模块的输入端与上述第二测试信号输出口电连接，上述数模转换模块的输出端与上述信号调理模块的输入端电连接，上述信号调理模块的输出端具有与待开发或测试的电机控制电路的电流、电压及温度信号输入接口相插接的信号输出插接口，上述PWM信号采集模块的输出端与上述PWM信号输入口电连接，上述MCU电路与待开发或测试的电机控制电路分别通过数据总线与上述计算机双向连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机模拟装置，其特征在于：上述数模转换模块的型号为AD5672R。

3.根据权利要求1所述的一种电机模拟装置，其特征在于：上述MCU电路的芯片型号为XC7Z020-2CLG484。