[发明专利]硬件在环仿真装置和硬件在环仿真方法

权利要求书

1.一种硬件在环仿真装置，与驱动装置相连接，用于对包括电机以及与电机 相连的机械装置的传动系统进行硬件在环仿真，其特征在于，包括：

运动模拟单元，用于根据数字输入信号、电机模型以及描述所述机械装 置各运动轴的电机运动轴模型，获得对应的运动信号，以及根据所述运动信 号获得传感器测量数据，并将所述传感器测量数据输出至输出单元；

输入单元，用于接收来自所述驱动装置的驱动信号，根据所述驱动信号， 获得用于输入所述运动模拟单元的数字输入信号；所述输入单元通过光纤与 所述运动模拟单元相连接，并通过电气连接线与所述驱动装置相连接；

输出单元，接收来自运动模拟单元的传感器测量数据，根据所述电机模 型，进行仿真，并将仿真结果反馈至所述驱动装置；所述输出单元通过光纤 与所述运动模拟单元相连接，并通过电气连接线与所述驱动装置相连接；

其中，所述运动模拟单元包括：驱动计算单元，用于接收来自所述输入 单元的数字输入信号，根据电机模型，计算当电机接收所述数字输入信号时 所产生的输出力；运动信号计算单元，用于计算在电机的所述输出力的作用 下，相连接的机械装置各运动轴对应产生的运动信号；传感器信号计算单元， 用于根据所述运动信号和所述电机的传感器模型，计算出对应的传感器测量 数据。

2.如权利要求1所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述输入单元为模 数转换器。

3.如权利要求1所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述传感器为旋转 编码器或光栅尺编码器。

4.如权利要求3所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述输出单元包括 传感器模型仿真器。

5.如权利要求1所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述输出单元包括：

周期计算单元，用于根据所述运动模拟单元所获得的传感器测量数据以 及传感器模型，以传感器采样周期与所述传感器测量数据的比值作为信号周 期并输出所述信号周期；

波形产生单元，用于根据所述周期计算单元所获得的信号周期，产生仿 真信号；

分频输出单元，用于对所述波形产生单元所获得的仿真信号进行分频， 并将分频的仿真信号输出至所述驱动装置。

6.如权利要求5所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，当所述电机的传感 器为模拟传感器时，所述运动模拟单元包括：

驱动计算单元，用于接收来自所述输入单元的数字输入信号，根据电机 模型，计算当电机接收所述数字输入信号时所产生的输出力；

运动信号计算单元，用于计算在电机的所述输出力的作用下，相连接的 机械装置各运动轴对应产生的运动信号；

传感器信号单元，用于根据所述运动信号和所述电机的传感器模型，计 算出对应的传感器仿真信号的比特值。

7.如权利要求6所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述周期计算单元 为除法器。

8.如权利要求7所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述波形产生单元 为信号发生器。

9.如权利要求8所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述传感器为温度 传感器。

10.如权利要求9所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述输出单元包括 传感器模型仿真器。

11.如权利要求8所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述输出单元包括： 数模转换单元，用于将所述传感器仿真信号的比特值转换为模拟信号并输出。

12.如权利要求1或8所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述输出单元 还包括后续处理单元，用于对所述仿真信号进行后续处理，并输出至所述驱 动装置。

13.如权利要求12所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述后续处理包 括分频、滤波、放大中的一种或多种处理方式。

14.如权利要求1所述的硬件在环仿真装置，其特征在于，所述输入单元和所 述输出单元构成接口单元。