一种面向电动汽车电机控制器开发的实验系统

摘要

本发明提供了一种面向电动汽车电机控制器开发的实验系统，通过增加汽车工况设定模块、电机控制算法子模块和PI参数整定子模块构成的仿真模块以及仿真与实验结果对比模块，将传统电机控制器开发的实验系统优化为一个智能化、数字化的面向电动汽车电机控制器开发的实验系统。并通过对比方便用户对性能进行分析或者验证。对比后可以将效果较好的参数直接下载到DSP以在实际电机运行中得到验证。本发明面向电动汽车电机控制器开发的实验系统实现对各类电动汽车电机控制算法的仿真验证，并通过与在实际电机中的控制效果进行对比分析，实现控制算法以及PI参数的优化。

主权项

一种面向电动汽车电机控制器开发的实验系统，包括：电机、电机控制器以及基于计算机的上位机系统；基于计算机的上位机系统包括：计算机显示模块，用于显示输入控件和显示控件，显示电机当前工作状态和各数字量、图像信号；参数配置模块，用于被测电机启动前对电机控制器的相关参数和运行参数进行设置，查看和修改电机运行中的相关参数实际值；通信模块用于实现基于计算机的上位机系统和电机控制器的I/O通讯功能，并负责基于计算机的上位机系统与电机驱动控制器的数据交互，使基于计算机的上位机系统能够对电机控制器的各种参数进行设置以及读取各种测量值；数据采集模块，用于采集电机的实时运行参数，送入数据管理模块中；数据管理模块，用于在实验监控和测试时，对数据采集模块采集的实时运行数据进行存储，并能回放历史数据，同时，存储设置的电机控制器相关参数和运行参数；所述的通信模块的外接底层软件，向底层发送指令给电机控制器，并将底层返回的数据经过处理后传递给显示模块和参数配置模块；显示模块和参数配置模块与数据管理模块连接，在实验过程中调用数据管理模块中存储的运行数据以及电机控制器相关参数和运行参数用于显示和参数配置；电机控制器与电机相连，电机根据配置的电机控制器的相关参数和运行参数进行运行；其特征在于，基于计算机的上位机系统还包括：一由实际电机实验与故障屏蔽两部分组成的汽车工况设定模块，其中实际电机实验部分实时调节电机的期望转速、转矩，并通过通信模块发送给电机控制器，控制电机按设定工况运行，故障屏蔽部分用于显示故障信息并根据具体工况需要选择性屏蔽故障信号；一由电机控制算法子模块和PI参数整定子模块组成的电机仿真模块，电机控制算法子模块选择电机矢量控制算法、直接转矩控制算法或自行开发控制算法，然后在MATLAB/Simulink环境下搭建模型，设置模型参数与仿真参数；最优比例参数Kp、积分参数Ki由PI参数整定模块得到或直接将最优值从数据管理模块中导入；在电机仿真模块中，根据选择的控制算法和最优比例参数Kp、积分参数Ki进行仿真，并输出仿真结果，同时，将选择最优比例参数Kp、积分参数Ki发送给电机控制器，控制电机运行；一仿真与实验结果对比模块，用于对同一组控制参数即选择最优比例参数Kp、积分参数Ki的仿真结果与数据采集模块采集的运行参数即实际结果进行对比，对不同组的控制参数的仿真结果进行对比分析，以及对不同组的控制参数的实际结果进行对比分析；数据管理模块还对仿真和实验的设置以及结果进行存储，并能查看历史数据，同时汽车工况设定模块、电机仿真模块和仿真与实验结果对比模块可以从数据管理模块中导入设置以及结果。