一种旋变模拟器及方法、电机模拟系统技术方案

本发明专利技术公开一种旋变模拟器及方法、电机模拟系统，包括：差分转单端电路、信号输入电路、乘法电路、单端转差分电路，所述差分转单端电路用于基于激励差分信号输出两个激励单端信号，所述信号输入电路用于基于转子角度正余弦的PWM数字信号输出转子角度的正余弦模拟信号，所述乘法电路用于生成含有激励信号的正余弦模拟信号，所述单端转差分电路用于生成含有激励信号的正余弦差分信号。本发明专利技术提供的旋变模拟器模拟方法可以避免相位延迟、波形畸变等问题，并且具有良好的运行性能，系统精度高，可有效地满足电机驱动器测试过程中对电机模拟系统及旋变模拟器的性能要求。系统及旋变模拟器的性能要求。系统及旋变模拟器的性能要求。

【技术实现步骤摘要】
一种旋变模拟器及方法、电机模拟系统


[0001]本专利技术属于电机模拟系统
，具体涉及一种旋变模拟器及方法、电机模拟系统。

技术介绍

[0002]目前，如果针对电机驱动器进行测试或者考核的过程中，如果对实物进行测试，则需要开发者投入大量的人力、物力、财力，造成成本的增加及生产周期的延长。并且现有技术对于实物测试采用的方案具有系统复杂、参数调节不灵活等缺点。为了克服传统的电机驱动器测试的缺点，国内外学者利用功率硬件在环仿真技术，通过电力电子器件对电机的电气特性进行模拟，即电机模拟系统。
[0003]电机模拟系统在对实际电机的控制过程中，需要通过与电机同轴连接的旋变模拟器实时获取电机转子角度信息，从而实现对电机各相电流的准确控制。在电机模拟系统中，由于没有实际转动的轴结构，解算出的转子角度信息需通过旋变模拟器的方式实现对真实旋变模拟器输出信号的模拟。目前，旋变模拟器的模拟常采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)将接收到的激励信号与解算出的转子角度正余弦值相乘后通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)等方式输出，再通过滤波电路的方式送回电机驱动器，此种方式要求电机模拟系统解算步长很小，而滤波电路存在相位延迟和波形畸变问题，导致电机模拟系统的解算步长比较大，严重增加了系统成本和设计难度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种旋变模拟器及方法、电机模拟系统，以避免滤波电路造成的相位延迟、波形畸变等问题，从而提高旋变模拟器的运行性能和模拟精度，减小旋变模拟器的解算步长。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种旋变模拟器。包括：差分转单端电路、信号输入电路、乘法电路、单端转差分电路，所述差分转单端电路用于基于激励差分信号输出两个激励单端信号，所述信号输入电路用于基于转子角度正余弦的PWM数字信号输出转子角度的正余弦模拟信号，所述乘法电路用于生成含有激励信号的正余弦模拟信号，所述单端转差分电路用于生成含有激励信号的正余弦差分信号；
[0006]所述差分转单端电路和所述信号输入电路均具有两个信号输出端，所述差分转单端电路的信号输入端与外部电机驱动器的旋变模拟器激励信号输出端电连接，所述差分转单端电路的每个信号输出端和所述信号输入电路的相应信号输出端分别与相应所述乘法电路的信号输入端电连接，每个所述乘法电路的信号输出端与相应所述单端转差分电路的信号输入端电连接。
[0007]与现有技术相比，本专利技术提供的旋变模拟器中，差分转单端电路的信号输入端与外部电机驱动器的旋变模拟器激励信号输出端电连接，差分转单端电路具有两个信号输出端，因此，差分转单端电路可以基于激励差分信号输出两个激励单端信号，可以将两个激励
单端信号分为第一激励单端信号和第二激励单端信号。信号输入电路可以基于转子角度正余弦的PWM数字信号输出正余弦模拟信号。而由于信号输入电路也具有两个信号输出端，差分转单端电路的每个信号输出端和信号输入电路的相应信号输出端分别与相应乘法电路的信号输入端电连接，每个乘法电路的信号输出端与相应所述单端转差分电路的信号输入端电连接。基于此，其中一个乘法电路可以基于正弦模拟信号和第一激励单端信号，输出含有激励信号的正弦信号，另一乘法电路基于余弦模拟信号和第二激励单端信号，输出含有激励信号的余弦信号。并利用所述单端转差分电路基于所述含有激励信号的正弦信号和所述含有激励信号的余弦信号，产生含有激励信号的正余弦差分信号。可见，本专利技术提供的旋变模拟器可以模拟旋变模拟器的工作过程。
[0008]在旋变模拟器的工作过程中，由于的信号输入电路在转子角度正余弦的PWM数字信号的上升沿输出转子角度的正弦模拟信号和转子角度的余弦模拟信号，因此，信号输出电路所输出的正弦模拟信号和余弦模拟信号的相位延迟、波形畸变比较小。此时，将正弦模拟信号和余弦模拟信号与两个激励单端信号输入两个乘法电路中进行相乘，输出含有激励信号的正弦信号以及输出含有激励信号的余弦信号，接着通过两个单端转差分电路基于所述含有激励信号的正弦信号和所述含有激励信号的余弦信号，产生含有激励信号的正余弦差分信号。通过该过程可以减小旋变模拟器解算步长，并且提高旋变模拟器的运行性能和模拟精度，以及可以避免滤波电路造成的相位延迟、波形畸变等问题。
[0009]本专利技术还提供了一种旋变模拟器模拟方法，应用差分转单端电路、信号输入电路、乘法电路、单端转差分电路的旋变模拟器模拟方法，所述方法包括：
[0010]利用所述差分转单端电路基于激励差分信号输出第一激励单端信号和第二激励单端信号；
[0011]利用所述信号输入电路基于转子角度正余弦的PWM数字信号，在转子角度正余弦的PWM数字信号的上升沿输出转子角度的正弦模拟信号和转子角度的余弦模拟信号；
[0012]利用第一乘法电路基于所述正弦模拟信号和第一激励单端信号，输出含有激励信号的正弦信号，利用第二乘法电路基于所述余弦模拟信号和第二激励单端信号，输出含有激励信号的余弦信号；
[0013]利用第一单端转差分电路基于所述含有激励信号的正弦信号输出含有激励信号的正弦差分信号，利用第二单端转差分电路基于所述含有激励信号的正弦信号输出含有激励信号的正弦差分信号。
[0014]与现有技术相比，本专利技术提供的一种旋变模拟器模拟方法具有的有益效果与上述提供的一种旋变模拟器的有益效果相同，在此不做赘述。
[0015]本专利技术还提供了一种电机模拟系统，包括：
[0016]数字信号处理器以及旋变模拟器，所述旋变模拟器为上述技术方案所述旋变模拟器；
[0017]外部电机驱动器的信号输出端与所述旋变模拟器的信号输入端电连接，所述旋变模拟器的信号输出端与外部电机驱动器的信号输入端电连接，所述数字信号处理器的信号输出端与所述旋变模拟器的信号输入端电连接，
[0018]所述数字信号处理器用于向所述旋变模拟器提供转子角度正余弦的PWM数字信号；
[0019]所述外部电机驱动器用于向所述旋变模拟器提供激励差分信号；
[0020]所述旋变模拟器用于基于所述转子角度正余弦的PWM数字信号和激励差分信号，向所述外部电机驱动器提供含有激励信号的正余弦差分信号。
[0021]与现有技术相比，本专利技术提供的电机模拟系统具有的有益效果与上述技术方案所述旋变模拟器的有益效果相同，在此不做赘述。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0023]图1示出了本专利技术示例性实施例的电机模拟系统的电路结构示意图；
[0024]图2示出了本专利技术示例性实施例的一种旋变模拟器的电路结构示意图；
[0025]图3示出了本专利技术示例性实施例的了一种旋变模拟器模拟方法的流程示意图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋变模拟器，包括：差分转单端电路、信号输入电路、乘法电路、单端转差分电路，所述差分转单端电路用于基于激励差分信号输出两个激励单端信号，所述信号输入电路用于基于转子角度正余弦的PWM数字信号输出转子角度的正余弦模拟信号，所述乘法电路用于生成含有激励信号的正余弦模拟信号，所述单端转差分电路用于生成含有激励信号的正余弦差分信号；所述差分转单端电路和所述信号输入电路均具有两个信号输出端，所述差分转单端电路的信号输入端与外部电机驱动器的旋变模拟器激励信号输出端电连接，所述差分转单端电路的每个信号输出端和所述信号输入电路的相应信号输出端分别与相应所述乘法电路的信号输入端电连接，每个所述乘法电路的信号输出端与相应所述单端转差分电路的信号输入端电连接。2.根据权利要求1所述的旋变模拟器，其特征在于，所述差分转单端电路包括两个差分转单端子电路，每个所述差分转单端子电路的信号输出端与相应所述乘法电路的信号输入端电连接；每个所述差分转单端子电路的信号输入端与外部电机驱动器的旋变模拟器激励信号输出端电连接。3.根据权利要求1所述的旋变模拟器，其特征在于，所述信号输入电路包括信号采集子电路和两个PWM数模转换子电路；所述信号采集子电路的信号输出端与相应所述PWM数模转换子电路的信号输入端电连接。4.根据权利要求3所述的旋变模拟器，其特征在于，所述信号输入电路还包括两个去偏置子电路，每个所述去偏置子电路的信号输入端与相应所述PWM数模转换子电路的信号输出端电连接，每个所述去偏置子电路的信号输出端与相应所述乘法电路的信号输入端电连接。5.根据权利要求1所述的旋变模拟器，其特征在于，所述旋变模拟器还包括两个信号增强子电路；每个所述信号增强子电路的信号输入端与相应所述乘法电路的信号输出端电连接，每个所述信号增强子电路的信号输出端与相应所述单端转差分电路的信号输入端电连接。6.一种旋变模拟器模拟方法，其特征在于，包括：应用差分转单端电路、信号输入电路、第一乘法电路、第二乘法电路、第一单端转差分电路和第二单端转差分电路的旋变模拟器，所述方法包括：利用所述差分转单端电路基于激励差分信号输出第一激励单端信号和第二激励单端信号；利用所述信号输入电路基于转子角度正余弦的PWM数字信号，在转子角度正余弦的PWM数字信号的上升沿输出转子角度的正弦模拟信号和转子角度的余弦模拟信号；利用所述第一乘法电路基于所述正弦模拟信号和第一激励单端信号，输出含有激励信号的正弦信号，利用所述第二乘法电路基于所述余弦模拟信号和第二激励单端信号，输出含有激励信...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐金全，董舰桥，金文博，郭宏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：