1. 一種永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統,其特征在于,包括PC 機、信號轉換
器和PMSM 控制器,其中,PC 機通過信號轉換器與PMSM 伺服控制器連接,PC 機將PMSM 模型
的控制參數通過信號轉換器發送給PMSM 控制器進行處理,處理結果經信號轉換器返回PC
機控制PMSM 模型,同時PC 機采集PMSM 模型當前狀態參數,根據當前狀態參數對PMSM 模型
控制參數進行調整,形成物理閉環;所述信號轉換器包括主控芯片、通信及JTAG 下載芯片
和USB 轉串口芯片,其中,通信及JTAG 下載芯片與主控芯片連接,PC 機通過USB 轉串口芯
片與通信及JTAG 下載芯片連接。 2. 如權利要求1 所述的永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統,其特征在于,所述 主控芯片采用STM32F103ZCT6。
3. 如權利要求1 所述的永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統,其特征在于,所述 通信及JTAG 下載采用STM8S103 芯片。
4. 如權利要求1 所述的永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統,其特征在于,所述 轉USB 轉串口芯片采用PL2303hx。
技術領域 [0001] 本實用新型涉及一種永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統。
背景技術 [0002] 目前,對于永磁同步電機(PMSM) 伺服控制系統的仿真,主要是借助于Matlab/
Simulink 建立永磁同步電機的數學模型,采用電壓空間矢量脈寬調制(SVPWM) 的原理及算
法在Matlab/Simulink 中搭建控制模型實現的。這種數學仿真的方法雖然模型經濟、修改
方便、周期短,但是它僅僅是獨立于實際工程的手段,與工程實際有較大距離,難以準確反
映電機各項動態性能,不能為實際PMSM 控制系統的設計提供有效依據。半物理仿真技術能
夠克服數學仿真的弊端,已被應用到工程機械的操作裝置、汽車電子控制器的研究以及模
擬飛行控制器等,但是,目前針對永磁同步電機半物理仿真的伺服系統控制系統在行業內
仍沒有相關的應用和開發。
發明內容 [0003] 針對上述現有技術中存在的缺陷或不足,本實用新型的目的在于,提供一種永磁
同步電機伺服控制器半物理仿真系統,該系統能夠將PC 機中構建的PMSM 數學模型與PMSM
控制器進行信息通信,形成接近工程實際,易于驗證的閉環物理環境,克服了目前技術不能
準確地反映電機伺服控制系統的動態性能的缺點。 [0004] 為了達到上述目的,本實用新型采用如下的技術解決方案:
[0005] 一種永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統,其特征在于,包括PC 機、信號轉
換器、PMSM 伺服控制器,其中,PC 機通過信號轉換器與PMSM 伺服控制器連接,PC 機將PMSM
模型的控制參數通過信號轉換器發送給PMSM 控制器進行處理,處理結果經信號轉換器返
回PC 機控制PMSM 模型,同時PC 機采集PMSM 模型當前狀態參數,根據當前狀態參數對PMSM
模型控制參數進行調整,形成物理閉環;所述信號轉換器包括主控芯片、通信及JTAG 下載
芯片和USB 轉串口芯片,其中,通信及JTAG 下載芯片與主控芯片連接,PC 機通過USB 轉串
口芯片與通信及JTAG 下載芯片連接。
[0006] 本實用新型還包括如下其他技術特征:
[0007] 所述主控芯片采用STM32F103ZCT6。
[0008] 所述通信及JTAG 下載采用STM8S103 芯片。
[0009] 所述轉USB 轉串口芯片采用PL2303hx。
[0010] 本實用新型的有益效果如下:
[0011] 在PC 機中構建PMSM 數學模型,通過信號轉換器與控制器進行連接,不僅能使仿真
能更大程度接近工程實際,正確反映伺服控制系統各項動態性能;與全實物仿真系統相比,
本實用新型又具有研制費用低、簡單易行等優點。
附圖說明
[0012] 圖1 是本實用新型的系統結構示意圖。 [0013] 圖2 是信號轉化器的結構示意圖。
[0014] 下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
具體實施方式 [0015] 如圖1 所示,本實用新型的永磁同步電機伺服控制系統,包括PC 機、信號轉換器、
PMSM 伺服控制器,其中,PC 機通過信號轉換器與PMSM 伺服控制器連接,信號轉換器用于在
PC 機與PMSM 伺服控制器間轉換數字與模擬信號,PC 機將PMSM 模型的控制參數通過信號轉
換器發送給PMSM 控制器進行處理,處理結果經信號轉換器返回PC 機控制PMSM 模型,同時
PC 機采集PMSM 模型當前狀態參數,根據當前狀態參數對PMSM 模型控制參數進行調整,形成
物理閉環。 [0016] 如圖2 所示,信號轉換器用以實現虛擬物理信號與真實物理信號的轉換,信號轉
換器包括主控芯片、通信及JTAG 下載芯片和USB 轉串口芯片,其中,通信及JTAG 下載芯片
與主控芯片連接,PC 機通過USB 轉串口芯片與通信及JTAG 下載芯片連接;其中,主控芯片
采用STM32F103ZCT6,芯片STM32F103ZCT6 上有多個模塊接口(DAC、SPI、USART、SD 卡、以太
網接口、GPIO、ADC) 以滿足通信需要;通信及JATG 下載采用STM8S103 芯片,USB 轉串口芯
片采用PL2303hx。 [0017] PC 機中安裝MATLAB,利用MATLAB 中的simulink 工具箱建立PMSM 數學模型。
[0018] 本實用新型的工作過程如下:
[0019] 將信號轉換器的USB 接口與PC 機的USB 接口相連,再將信號轉換器的A/D、D/A 接
口與PMSM 控制器連接,信號轉換器上電。PC 機使用MATLAB 中simulink 工具箱建立PMSM
數學模型,并將其生成動態鏈接庫(dll 文件),然后通過在C# 實現動態鏈接庫的調用來完
成C# (UI) 中的參數與PMSM 電機模型的參數的通信,PC 機將PMSM 模型控制參數通過USB2.0
發送給PMSM 控制器進行處理,信號轉換器將PC 機傳來的虛擬物理信號轉換成真實物理信
號,然后傳送給PMSM 控制器;同時,由PMSM 控制器發出控制信號,信號轉換器將PMSM 控制
器發來的真實物理信號轉化成虛擬物理信號傳送給PC 機中的PWSM 模型,PC 機一方面接收
數據,根據接收到的控制信號對PMSM 電機模型參數進行調整,另一方面,PC 機采集PMSM 數
學模型的狀態參數并將其傳送到信號轉換器,經信號轉換器將其轉換為真實物理信號傳送
給控制器,然后在控制器中完成控制算法,再將處理后的控制信號經過信號轉換器轉換后
傳給PC 機被控對象的數學模型,如此反復的運行就形成了一個閉環的半物理仿真系統。

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