[发明专利]一种伺服控制MBD开发平台

说明书

本发明涉及软件开发技术领域，提供一种伺服控制MBD开发平台，所述伺服控制MBD开发平台采用主机‑目标机结构，包括：实时仿真器、伺服电机和研发型驱动器；所述实时仿真器通过电机控制卡，输出带有死区设置功能的PWM信号；然后通过研发型驱动器上三相桥式逆变电路，驱动伺服电机的转动；同时采集增量码盘信号，形成闭环控制回路；通过对拖的负载模拟电机，施加反向力矩负载，以验证交流伺服电机的带载工作特性。

技术领域

本发明涉及软件开发领域，尤其涉及一种伺服控制MBD开发平台。

背景技术

现有的伺服控制器开发，主流方式是基于DSP开发板，用户直接通过手动编写C代码，进行伺服控制器软件设计。如图1所示。

对于伺服控制开发，除了主流的DSP代码手写开发外，近年也有一些基于嵌入式计算机+DSP控制卡的开发方式(附件2)。这种方式较直接DSP控制方式，增加了高性能CPU卡参与伺服控制算法运算，提升了整体的平台运算能力。如图2所示。

现有的较高端的电机伺服控制系统，通常采用DSP作为核心处理器，且基本上都是CC2000、CCStudio(DSP的集成调试开发环境)环境下，直接通过手写C语言代码的方式实现。其中有一部分用户，在具体编写控制代码前，会在Matlab/Simulink环境下搭建整个伺服控制系统的数学仿真模型，大体上确认系统的控制效果满足要求后，再实际进入代码编写阶段。而无论是直接进行C代码开发，还是先数学仿真再进行C代码开发，都存在开发效率低，系统调试复杂的问题。因此，基于Matlab的RTW工具，直接将Simulink环境下搭建的控制器模型，自动编译生成C语言代码，能够大大提升伺服控制系统的开发效率。

基于Simulink模型的DSP代码自动生成方法，在国内已经开始了部分探索，但是面临着两个实际工程问题。一方面，系统配置比较复杂，虽然利用Matlab的RTW工具可以直接生成DSP代码，但是没有商业化的全流程管理软件，整体配置过程十分考验开发者的经验，调试起来也比较繁琐；另一方面，生成的DSP代码质量不高、可读性不好，直接影响了最终的使用效果。因此，基于现有的经验方法，开发一款DSP代码自动生成的全流程管理软件，并且优化自动代码生成机制，使得代码质量接近手写代码，才能使得这种先进的开发方式真正应用于科研实践中。

发明内容

本发明主要解决现有伺服控制器开发中，基于Matlab Simulink的数字仿真与基于C语言进行DSP代码开发两个阶段无法有效衔接的问题。提出使用伺服控制MBD开发平台及其代码自动生成方法，改造伺服控制整体研制流程，加快伺服控制器的研制进度，提高伺服控制领域的整体科研水平。

为了达到上述目的，本发明提供的一种伺服控制MBD开发平台，采用主机-目标机结构，包括：实时仿真器、伺服电机和研发型驱动器。

所述实时仿真器通过电机控制卡，输出带有死区设置功能的PWM信号；然后通过研发型驱动器上三相桥式逆变电路，驱动伺服电机的转动；同时采集增量码盘信号，形成闭环控制回路；通过对拖的负载模拟电机，施加反向力矩负载，以验证交流伺服电机的带载工作特性。

优选的，所述实时仿真器采用Links-Box实时仿真器。

优选的，所述电机控制卡如图12与计算机的之间采用PMC接口，通过更换适配载板应用于CPIC、PCI各种总线的计算机中；板卡内部采用双口RAM+DSP的架构，实现计算机CPU与电机控制卡DSP之间的双向通信；同时，通过配置DSP片上自带的Dead-Band模块中的极性控制寄存器，实现死区时间的设置；最后电机控制卡的所有功能模块配置集成到MatlabSimulink模块库内，实现控制算法与硬件I/O的集成开发。