电机控制快速原型平台及其运行方法技术

电机控制快速原型平台及其运行方法，涉及电机控制技术领域。本发明专利技术是为了解决现有方法无法模拟真实硬件电路的影响的问题。本发明专利技术利用宿主机建立电机控制模型和被控电机仿真模型，被控电机仿真模型对电机控制模型进行初步验证与修改并以代码程序形式载入目标机，宿主机还根据二次验证结果对电机控制模型进行二次修改并以代码程序形式载入目标变频器中升级其内嵌的控制程序。目标机根据电机运行状态数据运行经初步修改后的程序。目标变频器采集电机运行状态数据并发送至目标机，利用控制信号对被控电机进行控制实现二次验证，用于将电机运行状态数据输入至升级后的控制程序获得实际电机控制信号对被控电机进行控制。实际电机控制信号对被控电机进行控制。实际电机控制信号对被控电机进行控制。

【技术实现步骤摘要】
电机控制快速原型平台及其运行方法


[0001]本专利技术属于电机控制


技术介绍

[0002]在节能减排的背景下，工业领域对电机系统的能耗指标提出了更高要求，高效节能的电机控制系统受到了高度关注。为了充分利用电机特性，提升系统效率，高性能的通用变频器必不可少。针对不断推出的新材料、新结构电机，控制方法开发工作繁杂，这对通用变频器的算法开发提出了新的挑战。传统的变频器算法开发通常采用原理仿真、人工编程、算法验证的流程，该模式存在手写代码不可靠、代码迭代复杂、样机研制周期长的缺点，无法满足通用变频器快速升级换代的需求。
[0003]近年来，快速控制原型技术由于效率高、迭代周期短的优点而被应用于电机控制领域。传统的电机控制快速原型平台一般由宿主机、目标机、基于PCI协议的IO板卡、功率变换器与采样电路和被控电机组成。然而，IO板卡和商业化的快速原型平台如dSPACE、RT
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LAB等价格昂贵，增加了变频器算法开发的成本。此外，电机控制过程中的模拟量信号采集和PWM驱动信号生成均由IO板卡实现，而开发的方法内部计算过程需要嵌入到真实的变频器中运行。这使得方法执行过程中无法模拟真实硬件电路的影响，降低了前期方法验证的可信度，且方法内部计算过程的移植与额外的样机算法验证增加了开发流程。因此，需要一种新的低成本快速原型开发平台及对应的开发模式来提高效率、缩短开发周期。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决现有电机控制方法无法模拟真实硬件电路的影响，可信度低且方法内部计算过程的移植与额外的样机算法验证开发流程繁琐的问题，现提供电机控制快速原型平台及其运行方法。
[0005]电机控制快速原型平台，包括宿主机、目标机和目标变频器；
[0006]所述宿主机，用于建立电机控制模型和被控电机仿真模型，利用被控电机仿真模型对电机控制模型进行初步验证与修改，并将初步修改后的电机控制模型以代码程序的形式载入所述目标机中，所述宿主机还用于根据二次验证结果对初步修改后的电机控制模型进行二次修改，并将二次修改后的电机控制模型以代码程序的形式载入所述目标变频器中升级所述目标变频器内嵌的电机控制程序；
[0007]所述目标机，用于根据被控电机的运行状态数据运行经初步修改后电机控制模型所编译的代码程序，获得验证用电机控制信号；
[0008]所述目标变频器，用于采集被控电机的运行状态数据并发送至所述目标机，还用于利用验证用电机控制信号对被控电机进行控制，实现对电机控制模型的二次验证，还用于将被控电机的运行状态数据输入至升级后的电机控制程序获得实际电机控制信号，利用实际电机控制信号对被控电机进行控制；
[0009]所述电机控制模型能够根据电机的运行状态数据获得电机控制信号，所述被控电
机仿真模型能够模拟被控电机运行，所述运行状态数据包括电机的三相电流、三相电压和转子角度位置。
[0010]进一步的，上述宿主机与所述目标机之间通过TCP/IP协议进行通信，所述目标机与所述目标变频器之间通过EtherCAT协议进行通信，所述宿主机与所述目标变频器之间通过J
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Link仿真器进行交互。
[0011]进一步的，上述宿主机包括仿真建模软件、上位机软件和烧录软件；
[0012]所述仿真建模软件用于建立电机控制模型和被控电机仿真模型、对电机控制模型进行初步验证与修改以及二次修改；
[0013]所述上位机软件用于将初步修改后的电机控制模型以代码程序的形式载入所述目标机中，还用于生成代码程序控制指令并发送至所述目标机，所述算法控制指令包括代码程序启动指令、代码程序停止指令和代码程序参数调整指令；
[0014]所述烧录软件用于将二次修改后的电机控制模型以代码程序的形式载入所述目标变频器中升级所述目标变频器内嵌的电机控制程序。
[0015]进一步的，上述目标机包括监控显示器，所述监控显示器用于显示目标机中载入的代码程序运行状态、代码程序生成的控制信号以及从所述目标变频器采集的运行状态数据。
[0016]进一步的，上述目标变频器包括控制单元、下载单元和电机交互单元；
[0017]所述下载单元用于下载宿主机中二次修改后的电机控制模型所编译的代码程序，
[0018]所述控制单元内嵌电机控制程序，所述控制单元用于将被控电机的运行状态数据输入至升级后的电机控制程序获得实际电机控制信号；
[0019]所述电机交互单元用于采集被控电机的运行状态数据，利用验证用电机控制信号对被控电机进行控制实现对电机控制模型的二次验证，利用实际电机控制信号对被控电机进行控制。
[0020]进一步的，上述目标变频器还包括人机交互单元，所述人机交互单元用于设定运行状态数据，所述人机交互单元为键盘、开关、触摸屏中的一种或多种。
[0021]进一步的，上述利用被控电机仿真模型对电机控制模型进行初步验证，包括：
[0022]将被控电机仿真模型仿真生成的运行状态数据作为电机控制模型的输入信号，然后将电机控制模型的输出信号作为电机控制信号对被控电机仿真模型进行控制，获得被控电机仿真模型的运行状态数据。
[0023]进一步的，上述利用验证用电机控制信号对被控电机进行控制，实现对电机控制模型的二次验证，包括：
[0024]将被控电机的运行状态数据作为经初步修改后电机控制模型所编译的代码程序的输入信号，然后将该代码程序的执行结果作为验证用电机控制信号对被控电机进行控制，获得被控电机的运行状态数据。
[0025]进一步的，上述电机控制快速原型平台还包括拓展功能模块，所述拓展功能模块包括操作小盒、CAN总线中的一种或多种。
[0026]上述电机控制快速原型平台的运行方法，具体为：
[0027]宿主机建立电机控制模型和被控电机仿真模型，利用被控电机仿真模型对电机控制模型进行初步验证与修改，并将初步修改后的电机控制模型以代码程序的形式载入目标
机中；
[0028]目标变频器采集被控电机当前的运行状态数据并发送至目标机中；
[0029]目标机根据被控电机当前的运行状态数据运行经初步修改后电机控制模型所编译的代码程序，获得验证用电机控制信号；
[0030]目标变频器利用验证用电机控制信号对被控电机进行控制，实现对电机控制模型的二次验证；
[0031]宿主机根据二次验证结果对初步修改后的电机控制模型进行二次修改，并将二次修改后的电机控制模型以代码程序的形式载入目标变频器中升级所述目标变频器内嵌的电机控制程序；
[0032]目标变频器将被控电机的运行状态数据输入至升级后的电机控制程序获得实际电机控制信号，利用该实际电机控制信号对被控电机进行控制。
[0033]本专利技术提供了一种电机控制快速原型平台及其运行方法，该平台不需要昂贵的IO板卡，具有成本低的优点。而且，该平台除了要求目标变频器具有EtherCAT通信接口外，无其他硬件需求，适用范围广。此外，电机控制快速原型平台采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电机控制快速原型平台，其特征在于，包括宿主机、目标机和目标变频器；所述宿主机，用于建立电机控制模型和被控电机仿真模型，利用被控电机仿真模型对电机控制模型进行初步验证与修改，并将初步修改后的电机控制模型以代码程序的形式载入所述目标机中，所述宿主机还用于根据二次验证结果对初步修改后的电机控制模型进行二次修改，并将二次修改后的电机控制模型以代码程序的形式载入所述目标变频器中升级所述目标变频器内嵌的电机控制程序；所述目标机，用于根据被控电机的运行状态数据运行经初步修改后电机控制模型所编译的代码程序，获得验证用电机控制信号；所述目标变频器，用于采集被控电机的运行状态数据并发送至所述目标机，还用于利用验证用电机控制信号对被控电机进行控制，实现对电机控制模型的二次验证，还用于将被控电机的运行状态数据输入至升级后的电机控制程序获得实际电机控制信号，利用实际电机控制信号对被控电机进行控制；所述电机控制模型能够根据电机的运行状态数据获得电机控制信号，所述被控电机仿真模型能够模拟被控电机运行，所述运行状态数据包括电机的三相电流、三相电压和转子角度位置。2.根据权利要求1所述的电机控制快速原型平台，其特征在于，所述宿主机与所述目标机之间通过TCP/IP协议进行通信，所述目标机与所述目标变频器之间通过EtherCAT协议进行通信，所述宿主机与所述目标变频器之间通过J
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Link仿真器进行交互。3.根据权利要求2所述的电机控制快速原型平台，其特征在于，所述宿主机包括仿真建模软件、上位机软件和烧录软件；所述仿真建模软件用于建立电机控制模型和被控电机仿真模型、对电机控制模型进行初步验证与修改以及二次修改；所述上位机软件用于将初步修改后的电机控制模型以代码程序的形式载入所述目标机中，还用于生成代码程序控制指令并发送至所述目标机，所述算法控制指令包括代码程序启动指令、代码程序停止指令和代码程序参数调整指令；所述烧录软件用于将二次修改后的电机控制模型以代码程序的形式载入所述目标变频器中升级所述目标变频器内嵌的电机控制程序。4.根据权利要求2所述的电机控制快速原型平台，其特征在于，所述目标机包括监控显示器，所述监控显示器用于显示目标机中载入的代码程序运行状态、代码程序生成的控制信号以及从所述目标变频器采集的运行状态数据。5.根据权利要求2所述的电机控制快速原型平台，其特征在于，所述目标变频器包括控制单元、下载单元和电机交互单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨贵杰，钟本诚，苏健勇，谭凯文，詹旺，鲁光旭，王帅，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：