在进行控制算法研究时,需要一个方便而又快捷方法对其进行验证。基于实时的硬件平台,实现用MATLAB/Simulink开发的控制算法,并且对控制算法实时在线调试,可以很快地进行反复设计,反复试验直到找到理想的控制方案。因此,开发一个实时硬件测试平台,具有重要意义。
dSAPCE实时仿真系统是由dSPACE公司开发的一套基于MATLAB/Simulink的控制系统开发及测试的工作平台,实现了和MATLAB/Simulink的完全无缝连接。dSPACE实时系统拥有具有高速计算能力的硬件系统,包括处理器、I/O等,还拥有方便易用的实现代码生成/下载和试验/调试的软件环境。这样,在dSPACE强大能力的支持下,就可以很好地实现控制算法的实时验证。
课题研究设计基于dSAPCE实时仿真系统的电机测试平台,并以8/6极双凸极永磁电机为样机进行试验,测试电机控制算法的快速实现。该测试平台系统包括硬件和软件两部分。
硬件方面,在基于dSPACE实时仿真系统硬件接口板既有资源基础上,设计了相应的接口电路、电源电路、电流反馈电路、转子位置检测电路、PWM信号产生电路、驱动电路及其保护电路等。
软件方面,在Matlab/Simulink软件下建立8/6极双凸极永磁电机调速模型,并实现离线仿真。调速模型包括PWM输出模块、PI调节模型、电机本体模型、斩波控制模型、机械子系统模型、电机位置信号处理模型等。再在dSPACE软件环境下加入RTI模块,完成8/6极双凸极永磁电机调速模型构建。包括转速PI调节、电机每相开通、关断角的实现以及PWM波的生成、电流给定控制模块、电机起动控制模块、Bang-Bang控制模块等,并在ControlDesk下建立虚拟仪表界面对电机控制进行操作。
最后,在ControlDesk下对8/6极双凸极永磁电机调速系统进行调试及试验。试验结果验证了dSPACE实物仿真平台在电机控制中算法验证的快速和便利性。为进一步利用dSPACE实物仿真平台研究其他电机的控制算法提供了很好的基础。
