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概述

        润科通用研发的伺服控制系统教学实验平台是以教育科研为目的的多功能实验平台,其在满足学生教学实验的同时,兼顾伺服控制系统的控制律快速设计和验证的科学研究,可有效帮助研发人员:


• 掌握基于模型的设计思路

• 了解快速控制原型(Rapid Control Prototype,简称RCP)设计

• 熟悉面向DSP的自动代码生成流程

• 培养MATLAB建模能力

• 提升控制算法设计能力

• 增强电机实际调试的经验

• 熟悉整套控制系统的设计流程



系统组成

        伺服控制系统教学实验平台由实时仿真系统、电机伺服嵌入式驱动设备组成。

    ♦ 实时仿真系统



        实时仿真系统采用HiGale实时仿真系统,它具有如下优点:

        ▼ 高实时性:采用QNX操作系统,最小仿真周期达到20us

        ▼ FPGA仿真支持:高性能Spartan-6 LX150 FPGA,240万门容量,600个乘法器

        ▼ 分布式仿真同步支持:支持光线反射内存网、PWM、IRIGB三种同步方式

        ▼ 总线接口支持:支持CAN、FlexRay、1553B、AFDX、429、422\485\232、1394B等多种总线接口

        ▼ 伺服传感器接口支持:支持增量编码器、绝对编码器、旋变、RVDT、LVDT、霍尔等多种伺服传感器专用接口

        ▼ 新型建模工具支持:支持Dymola、C、Simulink、System Generator模型


        教学实验平台的实时仿真系统包括NI PXI机箱、高性能处理器板卡、专用电机控制板卡和RS422板卡。其中,专用电机控制板卡支持多种传感器信号类型,能实现旋变信号、编码器信号、电压信号等采集和单相/多相PWM信号产生。


    ♦ 电机伺服嵌入式驱动设备



        电机伺服嵌入式驱动设备主要由驱动板、DSP控制板和永磁同步电机(PMSM)组成,具有如下优点:

        ▼ 便携易带

        ▼ 元器件集成度高,结构紧凑

        ▼ 拥有标准接口与上位机通讯

        ▼ 可实现RCP设计的驱动放大功能

        ▼ 可实现面向DSP的自动代码生成


支持实验

• 编码器采集及转速计算实验

• 相电流采集及坐标变换实验

• SVPWM电压空间矢量算法验证实验

• 伺服电机开环仿真实验

• 伺服电机位置环和速度环PI控制实验

• 面向DSP28335的自动代码生成实验


实验示例

    ♦ RCP半实物仿真实验



        该模型为针对永磁同步电机的位置、速度双闭环控制模型,包括位置闭环控制模块、速度闭环控制模块、SVPWM算法模块、5111板卡驱动模块等。模型经过HiGale编译器与HiGaleTarget软件编译后下载到实时仿真机中,由5111板卡采集电机编码器和功率模块的电压、电流等信号,经SVPWM算法解算后输出3相PWM控制信号。上位机软件HiGaleView中可以对数据进行实时监控和在线调参。



    ♦ 面向DSP28335的自动代码生成实验

        将RCP模型中的5111板卡驱动模块更换成DSP28335驱动模块,经编译后自动生成C语言控制源码,再由CCS软件和DSP仿真器将C语言源码烧写到DSP板卡中执行,即能实现控制算法的验证。



总结

        伺服控制系统教学实验平台具备便携易带、复原简单、可操作性强的优点;另外,平台能同时支持RCP和面向DSP的自动代码生成,提供丰富的伺服IO接口和完整的DEMO。使用该平台不仅可以实现控制算法的快速设计和验证,更能给学生提供一个伺服控制系统的学习和调试平台。


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