[发明专利]一种基于分布式FPGA构架的电机模拟器系统在审
| 申请号： | 202110891710.8 | 申请日： | 2021-08-04 |
| 公开（公告）号： | CN113589734A | 公开（公告）日： | 2021-11-02 |
| 发明（设计）人： | 王大方;李琪;金毅;林建华;简方恒;谢昊;郝景阳;许彭斌;杜庆;郭鹏;艾文卓 | 申请（专利权）人： | 哈尔滨工业大学(威海);威海天达汽车科技有限公司 |
| 主分类号： | G05B19/042 | 分类号： | G05B19/042 |
| 代理公司： | 威海聚睿知识产权代理事务所(普通合伙) 37352 | 代理人： | 宋立国 |
| 地址： | 264200*** | 国省代码： | 山东;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 基于 分布式 fpga 构架 电机 模拟器 系统 | ||
1.一种基于分布式FPGA构架的电机模拟器系统，其特征在于：所述电机模拟器系统包括主FPGA控制单元、从FPGA控制单元和从FPGA控制单元阵列，所述主FPGA控制单元包括PWM电压采集模块、电机模型模块、电流控制算法模块和三相电流采集模块，PWM电压采集模块采集被测电机控制器输出高频PWM电压并将其作为电机模型模块的输入信号，电机模型模块对输入信号进行计算得到目标电流，三相电流采集模块采集实际电流，电流控制算法模块对目标电流和实际电流进行闭环控制，并将计算所得三相目标电压输出到从FPGA控制单元阵列；从FPGA控制单元阵列对电流控制算法模块计算所得的三相目标电压进行SVPWM输出控制；从FPGA控制单元对电机模型模块对电机位置传感器和温度传感器进行模拟。
2.根据权利要求1所述的一种基于分布式FPGA构架的电机模拟器系统，其特征在于：从FPGA控制单元阵列中包括U相PWM阵列组、V相PWM阵列组和W相PWM阵列组，每组PWM阵列内部包括两个以上可级联扩展的FPGA单元，且可根据电机模拟器功率等级不同而进行任意扩展。
3.根据权利要求2所述的一种基于分布式FPGA构架的电机模拟器系统，其特征在于：所述U相PWM阵列组、V相PWM阵列组和W相PWM阵列组采用SiC模块作为功率单元的基础元器件，各SiC模块之间互相并联。
4.根据权利要求2所述的一种基于分布式FPGA构架的电机模拟器系统，其特征在于：U相PWM阵列组、V相PWM阵列组和W相PWM阵列组的各级联FPGA单元之间通过时钟同步的方法对移相载波PWM输出进行精确相位控制。
5.根据权利要求1所述的一种基于分布式FPGA构架的电机模拟器系统，其特征在于：主FPGA控制单元、从FPGA控制单元和从FPGA控制单元阵列三者之间的数据通信采用高速实时通信协议。
6.根据权利要求5所述的一种基于分布式FPGA构架的电机模拟器系统，其特征在于：所述的高速实时通信协议，包括但不局限于实时以太网、实时高速SPI通信、高速PXIe总线通信、CAN通信和FlexRay总线。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于分布式FPGA构架的电机模拟器系统，其特征在于：所述主FPGA控制单元、从FPGA控制单元阵列和从FPGA控制单元可布置于同一机柜或不同机柜内部。
8.根据权利要求7所述的一种基于分布式FPGA构架的电机模拟器系统，其特征在于：所述主FPGA控制单元独立布置于测控柜，从FPGA控制单元阵列布置于功率柜，从FPGA控制单元布置于被测件操作柜，各柜体间采用低压LVDS高速差分通信线束进行实时通信。
9.根据权利要求1所述的一种基于分布式FPGA构架的电机模拟器系统，其特征在于：所述的主FPGA控制单元、从FPGA控制单元阵列和从FPGA控制单元均采用200M主频高性能处理器。
10.根据权利要求1所述的一种基于分布式FPGA构架的电机模拟器系统，其特征在于：所述电机模型模块包括永磁同步电机模型和交流异步电机模型。
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