[發(fā)明專利]一種電動負載模擬系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111097482.3
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113821013A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 李彥林;韓帥;朱勇;朱永光;陳榮朗
• 申請（專利權）人: 泰州學院
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權代理有限公司 32243
• 代理人: 文雯

1.一種電動負載模擬系統(tǒng)，其特征在于：包括負載模擬測試平臺，負載模擬測試平臺由上位計算機、嵌入式工控機、負載模擬系統(tǒng)、被測驅動電機系統(tǒng)和系統(tǒng)供電電源組成，所述上位計算機與嵌入式工控機互相串聯(lián)連接；

其中所述負載模擬系統(tǒng)包括負載電機、負載電機驅動電路、負載側電壓電流傳感器、負載電機測速編碼器、扭矩傳感器,所述嵌入式工控機與負載電機驅動電路相連接，負載電機驅動電路處理由嵌入式工控機輸出的用于控制電機運作的控制量，負載電機驅動電路與負載電機通過負載側電壓電流傳感器連接，負載側電壓電流傳感器用于采集電壓和電流反饋于嵌入式工控機，所述負載電機與負載電機測速編碼器相連接，所述負載電機與扭矩傳感器相連，扭矩傳感器用于采集扭矩大小至嵌入式工控機；

所述被測驅動電機系統(tǒng)包括被測驅動電機、被測電機驅動電路、被測電機側電壓電流傳感器、被測電機側測速編碼器；所述被測電機驅動電路與嵌入式工控機相連接，所述被測電機驅動電路用于處理由嵌入式工控機輸出的控制量，所述被測電機驅動電路通過被測電機側電壓電流傳感器與被測驅動電機連接，所述被測驅動電機與被測電機側測速編碼器相連接，被測電機側測速編碼器將電機采集的角速度值傳輸至嵌入式工控機，所述被測驅動電機與扭矩傳感器相連；

所述嵌入式工控機內(nèi)包括負載電機控制卡、被測電機控制卡、數(shù)據(jù)采集卡，所述嵌入式工控機與負載模擬系統(tǒng)、被測驅動電機系統(tǒng)相連接；

所述系統(tǒng)供電電源由二極管整流AC/DC變換電路和超級電容組成，用于負載電機驅動電路和被測電機驅動電路提供直流電和驅動負載電機和被測電機工作，負載電機工作在發(fā)電狀態(tài)時反饋電能到直流母線，由超級電容吸收反饋電能確保直流母線電壓恒定。

2.根據(jù)權利要求1所述的電動負載模擬系統(tǒng)，其特征在于：還包括軟件虛擬測試系統(tǒng)部分，所述上位計算機與嵌入式工控機通過以太網(wǎng)連接通信，控制分析軟件和Matlab/Simulink運行于上位計算機，嵌入式工控機用于運行VxWorks操作系統(tǒng)及實時仿真運行環(huán)境負責管理調(diào)度負載電機控制程序、被測電機控制程序和數(shù)據(jù)采集程序。

3.根據(jù)權利要求1所述的電動負載模擬系統(tǒng)，其特征在于：負載電機驅動電路和被測電機驅動電路分別為負載三相永磁交流電機和被測電機供電，采用電壓、電流傳感器檢測供電電壓和電流，采用光電編碼器、力矩傳感器檢測速度和輸出力矩。

4.根據(jù)權利要求1所述的電動負載模擬系統(tǒng)，其特征在于：負載三相永磁交流電機及被測電機與扭矩傳感器通過彈性桿采用聯(lián)軸器連接，編碼器通過連接器在負載三相永磁交流電機和被測電機的尾部與電機軸連接。

5.根據(jù)權利要求1所述的電動負載模擬系統(tǒng)，其特征在于：負載電機控制卡和被測電機控制卡通過PCIE卡槽插入嵌入式工控機，通過DB線與負載電機驅動電路和被測電機驅動電路分別連接輸出控制信號。

6.一種根據(jù)權利要求1所述的電動負載模擬系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：其包括以下步驟：

步驟1、首先啟動控制分析軟件選定電動汽車單元或船舶電力推進單元，或工業(yè)機器人單元并輸入相關設定參數(shù)；

步驟2、利用Simulink建立負載模擬控制系統(tǒng)和被測電機控制模型，將模型編譯后下載到嵌入式工控機并在電機控制卡上實時運行；

步驟3、控制分析軟件根據(jù)設定的參數(shù)和反饋的速度、扭矩參數(shù)計算負載模擬電機控制輸出轉矩參考值；

步驟4、將參考值通過網(wǎng)線傳輸?shù)角度胧焦た貦C中的電機控制卡中，控制負載模擬系統(tǒng)實時接受來自上位計算機的指令跟蹤力矩參考值。