[發明專利]通用工控機聯合DSP實現PWM控制器快速原型設計方法及設備

有效

• 申請號: 201510069144.7
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104678967B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 余永元;郝正航;陳卓;肖忠云;陳康博;龍航;張曉航;羅奇
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 李亮,程新敏

技術領域

本發明涉及自動化工控技術，尤其是一種通用工控機聯合DSP實現PWM控制器快速原型的方法及設備。

背景技術

電力系統規模龐大，系統復雜，對于系統的分析與設計工作量很大，這也導致采用物理模擬的方法進行系統研究受到限制。近年以來數字仿真技術風速發展，大大提高對復雜電力系統的建模和仿真研究的可行性。數字仿真提供理論可信性，可行性驗證，但如果轉換為實際可用裝置或程序需要另外設計，而且設計的設備直接用于電力實驗，安全性差，成本高，效率低。目前快速原型化設計是盡可能地在虛擬環境中進行產品設計，達到縮短產品開發周期、降低開發費用的目的，產品開發之前，使設計者新的控制方法能在實時硬件上方便而快捷地進行測試。通過實時測試，可以在設計初期發現存在的問題，以便修改原型或參數，再進行實時測試，這樣反復進行，最終產生一個完全面向用戶需求的合理可行的控制原型。目前已有的快速原型化設備如dSPACE、RapidECU等都十分昂貴，以及代碼運行實時性要求較高運算量大，單一芯片不能滿足運算實時性要求，所以開發一種即經濟、又高效的快速原型設計方法顯得十分必要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種通用工控機聯合DSP實現PWM控制器快速原型設計方法及設備，它簡單易行，成本低廉，以克服現有技術的不足。

本發明是這樣實現的：通用工控機聯合DSP實現PWM控制器快速原型設計方法，在通用工控機上運行大步長控制算法，輸出DSP的參考量信號，在DSP上運行小步長控制算法，DSP接受通用工控機發出的參考量信號，生成與之對應的SPWM脈沖信號；控制算法都為基于Matlab工具箱自動生成C代碼，通過將離線仿真模型轉化為實際的控制原型，從而實現PWM控制器的快速原型化。

實驗設備，包括通用工控機、DSP及上位機，在通用工控機的采集卡接口上連接有數據采集卡，DSP的外擴I/O板卡與通用工控機上的數據采集卡連接，通用工控機、DSP及上位機均連接到交換機的網口上。

本發明的快速原型化系統結構框圖如圖1，該方法硬件主要由通用工控機和DSP控制板組成，通用工控機上安裝有多功能數據采集卡，用于數據的采集和發送，利用現有的xPC target技術，將大步長離線仿真模型轉化為實際的控制原型，并下載到通用工控機上實時運行，在DSP上運行小步長控制算法，即通用工控機運行系統級的控制方法，輸出DSP的參考量信號，DSP接受通用工控機發出的參考量信號，生成與之對應的控制信號SPWM脈沖信號，控制C代碼都是Matlab工具箱自動生成，快速生成控制原型。目前廠商生產的快速原型化設備都十分昂貴，價格幾十萬。然而采用該方法所需硬件如通用工控機，數據采集卡，DSP控制板等，成本不到萬元。因此通用工控機聯合DSP實現PWM控制器快速原型的設計方法是一種更具優勢的快速原型化解決方案。可見本發明與現有的相比dSPACE等快速原型化設備，該方法更具有經濟優勢，并可以進行在環調試實驗。實現控制器設計的低投入，高效率，安全調試。本發明方法簡單，使用效果好。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的實施例的結構原理圖；

圖3為本發明的實施例的的硬件結構圖；

圖4為本發明的實施例的風速突變時風機出口電壓（標幺值）；

圖5為本發明的實施例的風速突變時風機功率（標幺值）；

圖6為本發明的實施例的風速突變時轉子電流（KA）；

圖7為本發明的實施例的風速突變時轉速（標幺值）；

圖8為本發明的實施例的額定運行時定子電流（KA）；

圖9為本發明的實施例的額定運行時定子電壓（KV）。

具體實施方式