AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器的模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測試儀器，具體涉及AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器的模擬。
【背景技術(shù)】
[0002]油門控制器是油門控制系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能是對油門執(zhí)行器的姿態(tài)與運(yùn)動速率進(jìn)行控制?？刂泼畹恼_與否將對執(zhí)行器的運(yùn)行結(jié)果產(chǎn)生直接影響。為保證控制器運(yùn)作的可靠性，確保生產(chǎn)安全，研制燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器以檢測油門控制器工作狀態(tài)就變得至關(guān)重要。
[0003]油門執(zhí)行器作為工業(yè)生產(chǎn)中重要組成部分，具有體積大、功耗高等特點。
[0004]目前，對于油門執(zhí)行器模擬器的研究主要集中在仿真領(lǐng)域，市場上還沒有用于測試油門控制器的執(zhí)行器模擬器實物，且仿真的結(jié)果遠(yuǎn)不如實物模擬效果貼近實際。而執(zhí)行器本身具有體積大、功耗高的特點，使得傳統(tǒng)的PX1、PXIe、LXI等舊有標(biāo)準(zhǔn)越來越不能滿足需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決采用仿真的油門執(zhí)行器模擬器的模擬效果不好的問題，本發(fā)明提供一種AXI e接口燃機(jī)油門執(zhí)行器的模擬裝置。
[0006]本發(fā)明的AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器的模擬裝置，所述模擬裝置包括協(xié)議接口、燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器和上位機(jī)；
[0007]協(xié)議接口包括AXIe接口和RS422接口 ；
[0008]RS422接口，用于實現(xiàn)燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器實時將油門執(zhí)行器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小發(fā)送至油門控制器；
[0009]AXIe接口，用于實現(xiàn)上位機(jī)與燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器之間的通信；
[0010]所述AXIe接口支持PCIe和LAN通信，并具有符合AXIe規(guī)范的定時與同步、觸發(fā)的功會K;
[0011]燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器，用于模擬油門執(zhí)行器，根據(jù)油門控制器的控制信號，實時獲得油門執(zhí)行器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大??；
[0012]上位機(jī)，用于根據(jù)燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小，判斷油門執(zhí)行器是處于正常工作狀態(tài)、過載狀態(tài)或故障狀態(tài)。
[0013]所述AXIe接口包括PCIe接口、LAN接口、定時與同步、觸發(fā)接口和地址總線接口。
[0014]所述PCIe接口，由高速收發(fā)器和可編程邏輯器件組成；
[0015]高速收發(fā)器，實現(xiàn)PCIe接口的物理層，在發(fā)送時將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行差分信號發(fā)送給PCIe總線，接收時將高速串行差分信號轉(zhuǎn)換成并行本地總線信號；
[0016]可編程邏輯器件，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)換成的并行本地總線信號的收發(fā)和處理。
[0017]所述LAN接口由PHY芯片與硬核處理器兩部分組成；
[0018]PHY芯片，用于實現(xiàn)LAN協(xié)議物理層功能的核心器件，在發(fā)送時將本地總線信號轉(zhuǎn)換成千兆以太網(wǎng)信號送入網(wǎng)線，在接收時將網(wǎng)線上的信號轉(zhuǎn)換成本地總線信號；
[0019]硬核處理器，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)換成的并行本地總線信號的收發(fā)和處理。
[0020]所述定時與同步、觸發(fā)接口通過可編程邏輯器件實現(xiàn)。
[0021 ]所述地址總線接口通過可編程邏輯器件實現(xiàn)。
[0022]所述燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器包括執(zhí)行器模擬器三相等效電路、數(shù)據(jù)采集模塊和編碼模塊；
[0023]油門控制器的控制信號輸入至執(zhí)行器模擬器三相等效電路中，數(shù)據(jù)采集模塊采集執(zhí)行器模擬器三相等效電路中的等效負(fù)載和取樣電阻的電壓信號；
[0024]數(shù)據(jù)采集模塊采集的取樣電阻的電壓信號和等效負(fù)載的電壓信號同時輸入至編碼模塊，編碼模塊對取樣電阻的電壓信號和等效負(fù)載的電壓信號進(jìn)行編碼后獲得油門執(zhí)行器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小，且通過AXIe接口發(fā)送至上位機(jī)，同時將獲得油門執(zhí)行器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小通過RS422接口發(fā)送至油門控制器。
[0025]所述執(zhí)行器模擬器三相等效電路中的單相等效電路包括電機(jī)定子的等效電感L1、電機(jī)定子的等效電阻R1、電機(jī)轉(zhuǎn)子的等效電感L2、電機(jī)轉(zhuǎn)子的等效電阻R2、鐵耗的等效電感LS、鐵耗的等效電阻RS、等效負(fù)載RL和取樣電阻R;
[0026]等效電感LI的一端與等效電阻Rl的一端連接，等效電阻Rl的另一端與等效電阻RS的一端和等效電感L2的一端同時連接，等效電感L2的另一端與等效電阻R2的一端連接，等效電阻R2的另一端與等效負(fù)載RL的滑動端連接，等效負(fù)載RL的固定端與取樣電阻R的一端連接，等效電阻RS的另一端與等效電感LS的一端連接，取樣電阻R的另一端與等效電感LS的另一端同時接電源地；
[0027]等效電感LI的另一端與電源地之間輸入油門控制器的控制信號。
[0028]所述數(shù)據(jù)采集模塊采用三個A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)，每個A/D轉(zhuǎn)換器同時采集單相等效電路中的等效電阻RL的電壓和取樣電阻R的電壓。
[0029]所述AXIe接口和編碼模塊采用同一個FPGA實現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集模塊和執(zhí)行器模擬器三相等效電路設(shè)置在FMC夾層板上，數(shù)據(jù)采集模塊通過FMC接口與編碼模塊通信。
[0030]本發(fā)明的有益效果在于，AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器可以對油門執(zhí)行器的不同工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，包括顯式執(zhí)行器正常工作狀態(tài)下的位置、轉(zhuǎn)速信息，模擬執(zhí)行器過載、控制器故障等工作狀態(tài);AXIe接口符合AXIe規(guī)范，支持PCIe與LAN通信，并具有定時同步、觸發(fā)的功能。AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器對保證生產(chǎn)生命安全，提高AXIe設(shè)備的研發(fā)速度和效率具有重要意義。本發(fā)明的模擬裝置，對油門控制器的最后檢測的效果要更好。
【附圖說明】
[0031]圖1為【具體實施方式】中的AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器的模擬裝置的原理示意圖。
[0032]圖2為【具體實施方式】中單相等效電路的原理示意圖。
[0033]圖3為采用FPGA和FMC夾層板實現(xiàn)的燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0034]結(jié)合圖1至3說明本實施方式，本實施方式所述的AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器的模擬裝置，所述模擬裝置包括協(xié)議接口、燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器和上位機(jī)；
[0035]協(xié)議接口包括AXIe接口和RS422接口 ；
[0036]RS422接口，用于實現(xiàn)燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器實時將油門執(zhí)行器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小發(fā)送至油門控制器；
[0037]RS-422接口完成RS-422信號的電平轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)收發(fā)功能；
[0038]RS422接口由RS422收發(fā)器和可編程邏輯器件兩部分組成。RS422收發(fā)器可以使用MAXIM公司生產(chǎn)的MAX490芯片；
[0039]油門控制器根據(jù)實時獲得的油門執(zhí)行器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小，對油門執(zhí)行器模擬器進(jìn)行下一步的控制；
[0040]AXIe接口，用于實現(xiàn)上位機(jī)與燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器之間的通信；
[0041 ]所述AXIe接口支持PCIe和LAN通信，并具有符合AXIe規(guī)范的定時與同步、觸發(fā)的功會K;
[0042]燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器，用于模擬油門執(zhí)行器，根據(jù)油門控制器的控制信號，實時獲得油門執(zhí)行器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大??；
[0043]上位機(jī)，用于根據(jù)燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器的位置和轉(zhuǎn)速及負(fù)載大小，判斷油門執(zhí)行器是處于正常工作狀態(tài)、過載狀態(tài)或故障狀態(tài)。
[0044]上位機(jī)中的應(yīng)用程序負(fù)責(zé)對測試儀器進(jìn)行配置，根據(jù)測試需求控制測試儀器進(jìn)行相應(yīng)操作，設(shè)置進(jìn)行測試的項目以及具體內(nèi)容，控制測試儀器進(jìn)行指定的命令及數(shù)據(jù)操作，顯示測試儀器的相應(yīng)信息及待測設(shè)備的測試結(jié)果。
[0045]本實施方式中的AXIe接口包括PCIe接口、LAN接口、定時與同步、觸發(fā)接口和地址總線接口。
[0046]本實施方式中PCIe接口，由高速收發(fā)器和可編程邏輯器件組成；
[0047]高速收發(fā)器，實現(xiàn)PCIe接口的物理層，在發(fā)送時將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行差分信號發(fā)送給PCIe總線，接收時將高速串行差分信號轉(zhuǎn)換成并行本地總線信號供后續(xù)電路使用和處理；
[0048]可編程邏輯器件，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)換成的并行本地總線信號的收發(fā)和處理。
[0049]本實施方式中LAN接口由PHY芯片與硬核處理器兩部分組成；
[0050]PHY芯片，用于實現(xiàn)LAN協(xié)議物理層功能的核心器件，在發(fā)送時將本地總線信號轉(zhuǎn)換成千兆以太網(wǎng)信號送入網(wǎng)線，在接收時將網(wǎng)線上的信號轉(zhuǎn)換成本地總線信號供后續(xù)電路使用和處理?？蛇x用MARVELL公司88E1116R、88E1111等作為PHY模塊；
[0051]硬核處理器，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)換成的并行本地總線信號的收發(fā)和處理。
[0052 ]本實施方式中定時與同步、觸發(fā)接口通過可編程邏輯器件實現(xiàn)。
[0053]本實施方式中地址總線接口通過可編程邏輯器件實現(xiàn)。
[0054]可編程邏輯器件主要實現(xiàn)AXIe接口和RS422接口