標(biāo)題: 快速控制原型設(shè)計 實用的電機(jī)控制系統(tǒng)介紹 [打印本頁]
作者: yuyuezhai 時間: 2018-9-16 10:18
標(biāo)題: 快速控制原型設(shè)計 實用的電機(jī)控制系統(tǒng)介紹
很實用的一個仿真控制學(xué)些方案
概念
快速控制原型設(shè)計（Rapid Control Prototyping）是一個在原型硬件上校準(zhǔn)控制算法的過程，快速控制原型平臺通常提供了一種方法來導(dǎo)入數(shù)學(xué)模型，并在與實際I/O連接的基于實時操作系統(tǒng)的控制器上運(yùn)行這些數(shù)學(xué)模型。快速控制原型設(shè)計是一種快速方便驗證控制算法的方法，用戶可以實時地在硬件上測試算法，為檢測程序設(shè)計節(jié)省大量時間以及專注創(chuàng)新提高效率。下圖是一個典型的RCP階段框圖，也稱為V型圖。
第一階段為仿真和控制算法設(shè)計，主要利用離線仿真工具來仿真受控系統(tǒng)，研究與設(shè)計控制算法與控制策略。并進(jìn)行離線仿真，驗證控制算法與系統(tǒng)工作狀態(tài)。
第二個階段為快速原型設(shè)計，主要是指完成原型控制器的設(shè)計與制作，包含了硬件接口等。
第三個階段為部署控制算法，主要指將控制算法在原型控制器上實現(xiàn)。
第四個階段為硬件在環(huán)測試，原型控制器+控制算法實現(xiàn)后需要進(jìn)行功能性和正確性的驗證，此時需要用一個實時仿真器來仿真真實的系統(tǒng)，然后用原型控制器和實時仿真器構(gòu)成閉環(huán)，測試控制器的準(zhǔn)確性，以及故障工況下控制器是否正常工作。這一步在把控制器直接接入真實系統(tǒng)前是必不可少的。
第五個階段是系統(tǒng)測試，完成硬件在環(huán)測試后，可以將控制器直接接入真實系統(tǒng)，驗證其功能性與正確性。
這五步完成后便完成了RCP的流程，可以量產(chǎn)控制器了。由此可以見其中非常重要的環(huán)節(jié)是快速原型控制器。
研究背景
在控制器的研發(fā)和生產(chǎn)中，傳統(tǒng)基于DSP芯片自制PCB控制板的開發(fā)方式存在周期長，自制硬件可靠性差等問題。快速控制原型（Rapid Control Prototyping）作為一種高效的研發(fā)工具，能夠幫助科研人員更快地做好原型開發(fā)和算法驗證，能更好地保證質(zhì)量并縮短研發(fā)的周期，在節(jié)省成本的同時加速成果的產(chǎn)出。快速控制原型系統(tǒng)在新能源領(lǐng)域有著巨大的市場和應(yīng)用潛力，比如逆變器的控制系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制器研發(fā)，微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理，儲能系統(tǒng)的充放電控制等等。也能夠運(yùn)用在電動汽車中，比如電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制器研發(fā)（MCU），汽車主控系統(tǒng)的研發(fā)與測試（VCU）等等。對工程人員設(shè)計與優(yōu)化控制算法，提高系統(tǒng)性能，縮短研發(fā)周期有很大的幫助。
遠(yuǎn)寬能源快速控制原型平臺
遠(yuǎn)寬能源提供了一套基于PXI平臺的快速原型控制系統(tǒng)，可以完成算法快速部署，調(diào)試等內(nèi)容，幫助設(shè)計者新的控制思路(方法)能在實時硬件上方便而快捷地進(jìn)行測試。該平臺有如下特點：
- 易于部署：快速高效部署控制算法，減少二次開發(fā)負(fù)擔(dān)。
- 易于聯(lián)調(diào)：方便的與被控對象進(jìn)行連接，快速發(fā)現(xiàn)控制算法中存在的問題。
- 應(yīng)用廣泛：配置強(qiáng)大的運(yùn)算器與FPGA接口，資源豐富，適用多種應(yīng)用方向。
遠(yuǎn)寬能源的RCP平臺可以幫助用戶把圖形化的高級語言編寫的控制算法（Simulink或LabVIEW）下載到原型控制器上，節(jié)省在嵌入式芯片上重新編寫和實現(xiàn)算法的過程；同時通過現(xiàn)成的硬件IO和實物被控對象(電機(jī)，變頻器等)對接起來進(jìn)行閉環(huán)控制，即可以加快項目周期，在一個驗證過的硬件平臺上開發(fā)，也可以隔離開發(fā)過程中的軟硬件問題；同時StarSim RCP軟件可以讓用戶很方便的在上位機(jī)觀測實時控制器上的各種變量和波形，可以節(jié)省用戶編寫上位界面的時間與精力，讓用戶把精力放在核心的控制算法的實現(xiàn)和調(diào)試上。
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