[發(fā)明專利]一種電力電子控制仿真系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610101066.9
• 申請(qǐng)日: 2016-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN105652691A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慶義;王雪芬;王善鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 房德權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力電子控制仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)

功率變換裝置是新能源整體裝備中的重要環(huán)節(jié)，在功率變換過(guò)程中，變換 裝置具有直流、交流，高壓、低壓等多電壓特點(diǎn)，同時(shí)電力電子裝置在工作期 間可能存在過(guò)電壓、電壓不平衡、低電壓穿越、諧波等問(wèn)題，不便實(shí)時(shí)觀察調(diào) 試過(guò)程中的實(shí)時(shí)信號(hào)。

電力電子領(lǐng)域中，大多采用半導(dǎo)體開關(guān)器件作為控制裝置，需MCU產(chǎn)生 PWM波來(lái)控制開關(guān)管的開通和關(guān)斷，而MCU在掛起時(shí)，I/O口的狀態(tài)不確定， 導(dǎo)致PWM波的狀態(tài)不可控，從而使得設(shè)計(jì)者不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)MCU的中間過(guò)程 控制變量。同時(shí)因MCU本身內(nèi)部存儲(chǔ)空間有限，當(dāng)采用智能控制算法時(shí)，可 能會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)空間不足或程序運(yùn)行過(guò)慢，直接影響算法的執(zhí)行效率。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般是基于TMS320F240DSP來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)DS1104 的數(shù)據(jù)接口與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。雖然用戶可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)異步電 機(jī)、永磁或電勵(lì)磁同步電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)等實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，可以與實(shí)際控制 器、實(shí)際電機(jī)、實(shí)際電力電子變換器等系統(tǒng)直接相連，構(gòu)成硬件在回路仿真測(cè) 試或快速控制原形系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力電子與電力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試、教學(xué)與實(shí)訓(xùn)。 但PC機(jī)與dSPACE之間的數(shù)據(jù)接口傳遞的信息為C代碼，導(dǎo)致系統(tǒng)的執(zhí)行效 率變慢，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制性能不高，同時(shí)不能在上位機(jī)上實(shí)時(shí)觀察控 制過(guò)程中涉及到的中間過(guò)程控制變量。并且，基于dSPACE的電氣實(shí)時(shí)控制實(shí) 驗(yàn)平臺(tái)主要用于驗(yàn)證，當(dāng)系統(tǒng)被投身到實(shí)際工程應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)，過(guò)程比較繁瑣。

基于此，開發(fā)一種具有實(shí)時(shí)性的智能控制系統(tǒng)硬件在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就顯得尤 為重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電力電子控制仿真系 統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中電力電子控制仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口之間傳輸數(shù)據(jù)包的冗 雜性導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸效率低且不能實(shí)時(shí)觀察控制過(guò)程中所有中間過(guò)程控制變量的 技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種電力電子控制仿真系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

信號(hào)采集器，用于采集被測(cè)信號(hào)，并將所述被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)；

信號(hào)調(diào)理電路，用于對(duì)所述模擬電信號(hào)進(jìn)行放大濾波；

數(shù)字信號(hào)處理器(DSP，DigitalSignalProcessing)，用于將所述模擬電信號(hào) 轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)，并對(duì)所述數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，輸出至少第一路信號(hào)；

功率驅(qū)動(dòng)電路，用于根據(jù)所述第一路信號(hào)控制功率變換主電路的開通或關(guān) 斷；

上位機(jī)，用于實(shí)時(shí)顯示所述DSP對(duì)所述數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理時(shí)的中間 過(guò)程控制變量的值。

上述方案中，所述DSP還輸出第二路信號(hào)；其中，所述上位機(jī)還用于對(duì)所 述第二路信號(hào)進(jìn)行智能算法處理，獲取控制結(jié)果，并將所述控制結(jié)果傳送至所 述DSP中。

上述方案中，所述DSP還輸出第三路信號(hào)；所述系統(tǒng)還包括：示波器；其 中，所述示波器用于顯示所述第三路信號(hào)的波形。

上述方案中，當(dāng)所述被測(cè)信號(hào)為數(shù)字信號(hào)時(shí)，所述DSP通過(guò)I/O口采集所 述數(shù)字信號(hào)，對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理。

上述方案中，所述系統(tǒng)還包括：接口電路；其中，

所述接口電路用于實(shí)現(xiàn)所述DSP與所述上位機(jī)之間的雙向通信接口的電平 匹配。

上述方案中，所述DSP為TMS320F28335芯片。

上述方案中，所述控制器中的ePWM模塊根據(jù)所述第一路信號(hào)輸出PWM 波或SVPWM波。

上述方案中，所述非電信號(hào)包括：溫度、光強(qiáng)、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩。

上述方案中，所述功率變換主電路包括：開關(guān)器件。

上述方案中，所述控制變量包括：

電機(jī)的電流環(huán)、速度環(huán)及位置環(huán)的控制角度和控制弧度；光伏太陽(yáng)能電池 板接收到的光照溫度、光強(qiáng)及最大功率；非線性負(fù)載上的電壓、電流、有功功 率及無(wú)功功率；電網(wǎng)上的電壓、電流。