[發(fā)明專利]AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器的模擬裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610045394.1
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105673213B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付平;鳳雷;馮收;劉彬;姜海;馬瑞;吳文君;賈現(xiàn)召;于鴻杰
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F02D11/10
• 分類號: F02D11/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 岳昕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測試儀器，具體涉及AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器的模擬。

背景技術(shù)

油門控制器是油門控制系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能是對油門執(zhí)行器的姿態(tài)與運動速率進(jìn)行控制。控制命令的正確與否將對執(zhí)行器的運行結(jié)果產(chǎn)生直接影響。為保證控制器運作的可靠性，確保生產(chǎn)安全，研制燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器以檢測油門控制器工作狀態(tài)就變得至關(guān)重要。

油門執(zhí)行器作為工業(yè)生產(chǎn)中重要組成部分，具有體積大、功耗高等特點。

目前，對于油門執(zhí)行器模擬器的研究主要集中在仿真領(lǐng)域，市場上還沒有用于測試油門控制器的執(zhí)行器模擬器實物，且仿真的結(jié)果遠(yuǎn)不如實物模擬效果貼近實際。而執(zhí)行器本身具有體積大、功耗高的特點，使得傳統(tǒng)的PXI、PXIe、LXI等舊有標(biāo)準(zhǔn)越來越不能滿足需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決采用仿真的油門執(zhí)行器模擬器的模擬效果不好的問題，本發(fā)明提供一種AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器的模擬裝置。

本發(fā)明的AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器的模擬裝置，所述模擬裝置包括協(xié)議接口、燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器和上位機(jī)；

協(xié)議接口包括AXIe接口和RS422接口；

RS422接口，用于實現(xiàn)燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器實時將油門執(zhí)行器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小發(fā)送至油門控制器；

AXIe接口，用于實現(xiàn)上位機(jī)與燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器之間的通信；

所述AXIe接口支持PCIe和LAN通信，并具有符合AXIe規(guī)范的定時與同步、觸發(fā)的功能；

燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器，用于模擬油門執(zhí)行器，根據(jù)油門控制器的控制信號，實時獲得油門執(zhí)行器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小；

上位機(jī)，用于根據(jù)燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小，判斷油門執(zhí)行器是處于正常工作狀態(tài)、過載狀態(tài)或故障狀態(tài)。

所述AXIe接口包括PCIe接口、LAN接口、定時與同步、觸發(fā)接口和地址總線接口。

所述PCIe接口，由高速收發(fā)器和可編程邏輯器件組成；

高速收發(fā)器，實現(xiàn)PCIe接口的物理層，在發(fā)送時將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行差分信號發(fā)送給PCIe總線，接收時將高速串行差分信號轉(zhuǎn)換成并行本地總線信號；

可編程邏輯器件，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)換成的并行本地總線信號的收發(fā)和處理。

所述LAN接口由PHY芯片與硬核處理器兩部分組成；

PHY芯片，用于實現(xiàn)LAN協(xié)議物理層功能的核心器件，在發(fā)送時將本地總線信號轉(zhuǎn)換成千兆以太網(wǎng)信號送入網(wǎng)線，在接收時將網(wǎng)線上的信號轉(zhuǎn)換成本地總線信號；

硬核處理器，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)換成的并行本地總線信號的收發(fā)和處理。

所述定時與同步、觸發(fā)接口通過可編程邏輯器件實現(xiàn)。

所述地址總線接口通過可編程邏輯器件實現(xiàn)。

所述燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器包括執(zhí)行器模擬器三相等效電路、數(shù)據(jù)采集模塊和編碼模塊；

油門控制器的控制信號輸入至執(zhí)行器模擬器三相等效電路中，數(shù)據(jù)采集模塊采集執(zhí)行器模擬器三相等效電路中的等效負(fù)載和取樣電阻的電壓信號；

數(shù)據(jù)采集模塊采集的取樣電阻的電壓信號和等效負(fù)載的電壓信號同時輸入至編碼模塊，編碼模塊對取樣電阻的電壓信號和等效負(fù)載的電壓信號進(jìn)行編碼后獲得油門執(zhí)行器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小，且通過AXIe接口發(fā)送至上位機(jī)，同時將獲得油門執(zhí)行器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小通過RS422接口發(fā)送至油門控制器。

所述執(zhí)行器模擬器三相等效電路中的單相等效電路包括電機(jī)定子的等效電感L1、電機(jī)定子的等效電阻R1、電機(jī)轉(zhuǎn)子的等效電感L2、電機(jī)轉(zhuǎn)子的等效電阻R2、鐵耗的等效電感LS、鐵耗的等效電阻RS、等效負(fù)載RL和取樣電阻R；

等效電感L1的一端與等效電阻R1的一端連接，等效電阻R1的另一端與等效電阻RS的一端和等效電感L2的一端同時連接，等效電感L2的另一端與等效電阻R2的一端連接，等效電阻R2的另一端與等效負(fù)載RL的滑動端連接，等效負(fù)載RL的固定端與取樣電阻R的一端連接，等效電阻RS的另一端與等效電感LS的一端連接，取樣電阻R的另一端與等效電感LS的另一端同時接電源地；

等效電感L1的另一端與電源地之間輸入油門控制器的控制信號。

所述數(shù)據(jù)采集模塊采用三個A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)，每個A/D轉(zhuǎn)換器同時采集單相等效電路中的等效電阻RL的電壓和取樣電阻R的電壓。

所述AXIe接口和編碼模塊采用同一個FPGA實現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集模塊和執(zhí)行器模擬器三相等效電路設(shè)置在FMC夾層板上，數(shù)據(jù)采集模塊通過FMC接口與編碼模塊通信。