[发明专利]一种高速电机模拟器控制系统和高速电机模拟器

权利要求书

1.一种高速电机模拟器控制系统，其特征在于，所述高速电机模拟器控制系统包括：补偿控制模块、电机模型计算模块、电流控制模块、虚拟编码器、同步信号发生模块和PWM模块；

所述补偿控制模块，用于对所测量的待测电机驱动变流器输出三相电流和开关周期内三相电压平均值进行补偿，生成dq坐标系下的补偿电压和补偿电流传递给电机模型计算模块，补偿电流传递给电流控制模块；

所述电机模型计算模块，用于使用补偿电压和补偿电流实时计算电机模型，生成参考电流传递给电流控制模块，生成所模拟电机的转速和转子位置传递给虚拟编码器；

所述电流控制模块，用于根据参考电流和补偿电流执行电流控制算法，生成PWM占空比，传递给PWM模块；

所述虚拟编码器，用于模拟光电编码器，对所模拟电机的转子位置和转速进行编码，输出正交编码信号给电机驱动控制器；

所述同步信号发生模块，用于产生PWM载波同步脉冲信号，将PWM载波同步脉冲信号同时输出到电机驱动控制器和PWM模块，以保证电机驱动控制器和电机模拟器控制系统的PWM载波相位同步；

所述PWM模块，用于根据同步信号和PWM占空比，调制生成驱动脉冲并传递给电机模拟变流器。

2.如权利要求1所述的高速电机模拟器控制系统，其特征在于，所述补偿控制模块，用于接收测量到的三相电压平均值和三相电流，执行补偿控制算法，生成dq坐标系下的补偿电压、第一补偿电流和第二补偿电流，补偿电压、第一补偿电流和第二补偿电流传递给电机模型计算模块，第二补偿电流传递给电流控制模块；

所述电机模型计算模块包括电路模型计算模块和机械模型计算模块，所述电路模型计算模块用于接收补偿电压和第一补偿电流，生成参考电流传递给电流控制模块，所述机械模型计算模块用于接收第二补偿电流，生成所模拟电机的转速和转子位置传递给虚拟编码器；

所述电流控制模块，用于根据参考电流和第二补偿电流执行电流控制算法，生成PWM占空比，传递给PWM模块；

所述虚拟编码器，用于模拟光电编码器，对所模拟电机的转子位置和转速进行编码，输出A、B、Z三路编码信号给电机驱动控制器。

3.如权利要求1或2所述的高速电机模拟器控制系统，其特征在于，待测电机驱动变流器开关周期内三相电压平均值通过三相电压脉宽捕获模块计算，所述三相电压脉宽捕获模块包括：分压电阻、差分放大器、比较器、脉宽捕获模块和计算处理模块；

所述分压电阻，用于对待测电机驱动变流器输出的三相斩波电压进行分压，得到信号级电压量传递给差分放大器；

所述差分放大器，用于将分压后浮地差分电压转换为单端电压传递给比较器；

所述比较器，用于比较单端电压与阈值电压，当对应桥臂的上管导通时比较器输出逻辑信号1，当对应桥臂下管导通时比较器输出逻辑信号0，输出信号传递给脉宽捕获模块；

所述脉宽捕获模块，用于对比较器输出的每一相信号的脉宽进行捕获，遇到信号上升沿时定时器开始工作，遇到下降沿时停止计数，保存当前的定时器计数值，传递给补偿控制模块后清除当前定时器计数值等待下一个上升沿到来；

所述计算处理模块，用于根据当前开关周期的定时器计数值进行计算当前开关周期的电压平均值，在下一个开关周期开始时将电压平均值传递给补偿控制模块。