[发明专利]电机驱动控制策略测试系统及方法

说明书

本发明涉及电机控制技术领域，公开了一种电机驱动控制策略测试系统及方法。其包括：上位机、实时仿真机、电机功率驱动模块以及电机；上位机用于生成运行于实时仿真机内的待测控制算法和通讯程序；电机功率驱动模块用于通过现场可编程逻辑门阵列实现的控制芯片，对反馈至实时仿真机的反馈信号进行调理；实时仿真机用于通过通讯程序解析出需要的反馈信号，并根据解析出的反馈信号和待测控制算法生成目标控制信号，将目标控制信号通过通讯程序发送至电机功率驱动模块；控制芯片还用于将目标控制信号调理成脉冲宽度调制波以控制电机工作。本发明实施方式能够快速、便捷地搭建电机驱动控制策略的测试系统，具有较高的灵活性、通用性和稳定性。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机驱动控制策略测试系统及方法。

背景技术

电机驱动控制策略的研发工作为电机的稳定、高效运行提供了丰富的方案。电机驱动控制策略在研发阶段一般需要进行测试、验证。目前，较常采用的电机驱动控制策略的测试方式主要包括离线全数字仿真及快速控制原型(Rapid Control Prototyping，快速控制原型，简称RCP)测试。

离线全数字仿真通过搭建被控电机和变频器的仿真模型及控制器的控制算法模型，并将控制算法模型和被控设备的仿真模型模拟运行于工程上位机中来实现电机驱动控制策略的测试。该方法的优点是可以把控制算法及被控对象部署在同一个仿真环境内，方便快速的验证电机驱动控制算法。

而RCP测试方式的系统需包括：实时仿真设备、电机变频器(又称智能功率模块，Intelligent Power Module，简称IPM)、真实电机台架、信号调理装置、电机转速编码器、电流电压检测及过流保护电路等。用实时仿真设备实时地运行待测的电机控制算法，并使用实时仿真设备所带的I/O接口将电机控制信号发送给电机变频器，并通过编码器电路及电压、电流检测电路将真实电机的转速、电压和电流信号反馈给实时仿真设备，最终完成信号的闭环交互，实现了整个系统的闭环控制。该方法使用了实际电机驱动系统中的真实电机，电机驱动设备及各种真实的信号检测及驱动保护电路，可极大的还原电机驱动控制的真实环境，同时使用了实时仿真设备，可方便快速地改变电机的驱动控制算法。

发明人在实现本发明的过程中发现：离线全数字仿真存在如下问题：(1)离线全数字仿真中电机使用的是等效数学模型，忽略了电机的电磁特性及运行过程中的电机参数的变化，与实际的被控对象有所不同；(2)离线全数字仿真是信号级的仿真，控制算法与被控对象之间只是数据的输入输出，没有实际被控设备与控制器信号交互所涉及的数据调理延迟及通信协议等诸多问题，过于理想；(3)离线全数字仿真所需的仿真时间远远大于实际系统所需的时间，使得仿真模型无法接入实际被控设备，无法有效验证控制算法对于实际被控设备的时效性，以及在长时间跨度内的有效性。

RCP测试方式则存在如下问题：(1)在搭建快速控制原型测试系统时需预先根据电机台架和实时仿真设备自行配置电压电流采集电路、信号调理装置及隔离电路，该过程较为繁杂且不具有通用性；(2)在搭建快速控制原型测试系统时需预先根据实时仿真设备和电机变频器自行配置驱动电路和隔离电路，该过程较为繁杂且不具有通用性；(3)实时仿真设备与电机变频器和真实电机是经过I/O板卡与各级采集、驱动或隔离电路交互的，如果配置不当将会具有时延，会进一步影响电机控制策略的时效性；

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种电机驱动控制策略测试系统及方法，能够快速、便捷地搭建电机驱动控制策略的测试系统，具有较高的灵活性、通用性和稳定性。