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      電機(jī)控制設(shè)備的功能測(cè)試方法及系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號(hào):8223047閱讀:478來(lái)源:國(guó)知局
      電機(jī)控制設(shè)備的功能測(cè)試方法及系統(tǒng)的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及電機(jī)控制設(shè)備的測(cè)試領(lǐng)域,特別涉及一種電機(jī)控制設(shè)備的功能測(cè)試方法及系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0002]傳統(tǒng)變頻器的測(cè)試方法是搭建電機(jī)測(cè)試臺(tái)架,配合測(cè)功機(jī)做加載電機(jī)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是完全真實(shí)的被測(cè)環(huán)境,常規(guī)工況的測(cè)試精確度高,但是存在以下問(wèn)題:(1)測(cè)試臺(tái)架本身占地面積大、成本昂貴;(2)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械部件給試驗(yàn)人員帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn);(3)無(wú)法進(jìn)行高轉(zhuǎn)速、電氣故障等極限工況試驗(yàn);(4)對(duì)負(fù)載電機(jī)的控制要求很高;(5)無(wú)法方便更換測(cè)試電機(jī)類(lèi)型或型號(hào)。
      [0003]針對(duì)上述問(wèn)題,解決的方法是硬件在環(huán)測(cè)試(Hardware in the loop,簡(jiǎn)稱(chēng)“HIL”)技術(shù),通過(guò)實(shí)時(shí)仿真設(shè)備模擬電機(jī)、功率變換設(shè)備和各種電壓電流轉(zhuǎn)速等傳感器,將真實(shí)電機(jī)控制板通過(guò)I/O接口與實(shí)時(shí)仿真模型完成信號(hào)的閉環(huán)交互,該方法可以方便地完成電機(jī)控制策略的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證,但是只有信號(hào)級(jí)的數(shù)據(jù)交互,而真正的電機(jī)控制器不但包含控制板,而是還包含驅(qū)動(dòng)電路和功率電路的整套設(shè)備,所以,該測(cè)試方法并不能完成真正意義上的電機(jī)控制器的測(cè)試,只能稱(chēng)之為控制板硬件在環(huán)測(cè)試(Contrllor hardware in theloop,簡(jiǎn)稱(chēng)“CHIL”)。到目前為止,還沒(méi)有對(duì)電機(jī)控制器進(jìn)行功率級(jí)的測(cè)試方法。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]本發(fā)明解決的問(wèn)題在于提供一種電機(jī)控制設(shè)備的功能測(cè)試方法及系統(tǒng),能夠便捷、快速地構(gòu)建通用的電機(jī)控制設(shè)備的功率級(jí)測(cè)試平臺(tái),大大節(jié)約測(cè)試成本,且具有更高的靈活性和安全性。
      [0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種電機(jī)控制設(shè)備的功能測(cè)試方法,包含以下步驟:
      [0006]通過(guò)試驗(yàn)管理子系統(tǒng)將實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)中的系統(tǒng)模型設(shè)置為工作的初始狀態(tài);其中,實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)通過(guò)輸入輸出1板卡與功率放大器連接,所述功率放大器與待測(cè)試的控制設(shè)備電氣相連;所述系統(tǒng)模型包含電機(jī)模型與工況模型;
      [0007]開(kāi)啟所述功率放大器,并在確定所述功率放大器與所述實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)連接正確時(shí),通過(guò)預(yù)設(shè)的軟件連接待測(cè)試的控制設(shè)備與所述功率放大器;
      [0008]對(duì)比所述功率放大器輸出的反饋電流信號(hào)與所述電機(jī)模型的參考電流信號(hào),并在對(duì)比結(jié)果為不一致時(shí)將所述參考電流信號(hào)調(diào)制為所述電機(jī)模型的參考電壓信號(hào),且通過(guò)預(yù)設(shè)的軟件在所述實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)中將系統(tǒng)閉環(huán);
      [0009]重新對(duì)比所述反饋電流信號(hào)與所述參考電流信號(hào),并在對(duì)比結(jié)果為一致時(shí),根據(jù)所述工況模型對(duì)所述待測(cè)試的控制設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試。
      [0010]本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種電機(jī)控制設(shè)備的功能測(cè)試系統(tǒng),包含:試驗(yàn)管理子系統(tǒng)、實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)和功率放大子系統(tǒng);
      [0011]所述試驗(yàn)管理子系統(tǒng)與所述實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)相連,所述實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)通過(guò)輸入輸出1板卡與所述功率放大子系統(tǒng)中的功率放大器連接;所述功率放大器與待測(cè)試的控制設(shè)備電氣相連;
      [0012]其中,所述試驗(yàn)管理子系統(tǒng)包含:設(shè)置模塊、開(kāi)啟模塊、連接模塊、對(duì)比模塊、調(diào)制模塊、閉環(huán)模塊與測(cè)試模塊;
      [0013]所述設(shè)置模塊,用于將所述實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)中的系統(tǒng)模型設(shè)置為工作的初始狀態(tài);其中,所述系統(tǒng)模型包含電機(jī)模型與工況模型;
      [0014]所述開(kāi)啟模塊,用于開(kāi)啟所述功率放大器;
      [0015]所述連接模塊,用于在確定所述功率放大器與所述實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)連接正確時(shí),通過(guò)預(yù)設(shè)的軟件連接待測(cè)試的控制設(shè)備與所述功率放大器;
      [0016]所述對(duì)比模塊,用于對(duì)比所述功率放大器輸出的反饋電流信號(hào)與所述電機(jī)模型的參考電流信號(hào);
      [0017]所述調(diào)制模塊,用于在所述對(duì)比模塊的對(duì)比結(jié)果為不一致時(shí),將所述參考電流信號(hào)調(diào)制為所述參考電壓信號(hào),并觸發(fā)所述閉環(huán)模塊;
      [0018]所述閉環(huán)模塊,用于將系統(tǒng)閉環(huán),并觸發(fā)所述對(duì)比模塊;
      [0019]所述測(cè)試模塊,用于在所述對(duì)比模塊的對(duì)比結(jié)果為一致時(shí),根據(jù)所述工況模型對(duì)所述待測(cè)試的控制設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試。
      [0020]本發(fā)明實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言,是利用試驗(yàn)管理子系統(tǒng)、實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)和功率放大子系統(tǒng)構(gòu)建一電機(jī)控制設(shè)備的功能測(cè)試系統(tǒng),利用該系統(tǒng)可以對(duì)電機(jī)控制設(shè)備進(jìn)行功率級(jí)測(cè)試。具體地說(shuō),試驗(yàn)管理子系統(tǒng)中預(yù)裝有專(zhuān)門(mén)的軟件,通過(guò)預(yù)設(shè)的軟件可以對(duì)實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)中的系統(tǒng)模型進(jìn)行初始設(shè)置,其中,系統(tǒng)模型包含電機(jī)模型與工況模型,也就是,通過(guò)試驗(yàn)管理子系統(tǒng)可以方便地設(shè)置待測(cè)試的電機(jī)的類(lèi)型、型號(hào)以及不同的工況,適用性強(qiáng);而且,由于實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)通過(guò)輸入輸出(1)板卡與功率放大器連接,功率放大器與待測(cè)試的控制設(shè)備電氣相連,所以,實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)可以通過(guò)功率放大器獲取待測(cè)試的控制設(shè)備的功率級(jí)數(shù)據(jù);在確定功率放大器與實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)連接正確且將系統(tǒng)閉環(huán)后,便可以對(duì)待測(cè)試的控制設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試??傊?,能夠便捷、快速地構(gòu)建通用的電機(jī)控制設(shè)備的功率級(jí)測(cè)試平臺(tái),大大節(jié)約測(cè)試成本,具有更高的靈活性和安全性。
      [0021]另外,在確定所述功率放大器與所述實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)連接正確的步驟中,包含以下子步驟:利用預(yù)設(shè)的軟件監(jiān)視所述功率放大器輸出的反饋電壓信號(hào)與反饋電流信號(hào);根據(jù)監(jiān)視的結(jié)果,判斷所述反饋電壓信號(hào)、所述反饋電流信號(hào)是否與所述電機(jī)模型的參考電壓信號(hào)、參考電流信號(hào)分別一致;若是,則所述功率放大器與所述實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)連接正確,否則,檢查并調(diào)整連線(xiàn),直至所述反饋電壓信號(hào)、所述反饋電流信號(hào)與所述參考電壓信號(hào)、參考電流信號(hào)分別一致。
      [0022]通過(guò)軟件監(jiān)視功率放大器輸出的反饋電壓信號(hào)、反饋電流信號(hào),并與電機(jī)模型的參考電壓信號(hào)、參考電流信號(hào)進(jìn)行對(duì)比,根據(jù)對(duì)比結(jié)果來(lái)判斷功率放大器與實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)連接是否正確,既簡(jiǎn)單方便,又安全。
      [0023]另外,在所述對(duì)比所述功率放大器輸出的反饋電流信號(hào)與所述電機(jī)模型的參考電流信號(hào)的步驟中,包含以下子步驟:所述實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)通過(guò)分別采樣所述功率放大器連接在所述控制設(shè)備上電流傳感器與電壓傳感器的信號(hào),獲取所述反饋電流信號(hào)與反饋電壓信號(hào);所述實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)根據(jù)所述反饋電流信號(hào)與反饋電壓信號(hào)參與解算所述電機(jī)模型,獲取所述參考電流信號(hào);電流控制器通過(guò)判斷所述反饋電流信號(hào)與所述參考電流信號(hào)的波形是否一致對(duì)所述反饋電流信號(hào)與所述參考電流信號(hào)進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)波形對(duì)比獲取控制電機(jī)模型的參考電壓信號(hào),可以避免系統(tǒng)發(fā)散,使系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。
      [0024]另外,所述系統(tǒng)模型還包含轉(zhuǎn)速位置傳感器模型;在所述根據(jù)所述工況模型對(duì)所述待測(cè)試的控制設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試的步驟中,設(shè)置所述轉(zhuǎn)速位置傳感器模型的參數(shù),并測(cè)試所述控制設(shè)備的轉(zhuǎn)速控制功能。
      [0025]另外,所述系統(tǒng)模型還包含轉(zhuǎn)矩位置傳感器模型;在所述根據(jù)所述工況模型對(duì)所述待測(cè)試的控制設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試的步驟中,設(shè)置所述轉(zhuǎn)矩位置傳感器模型的參數(shù),并測(cè)試所述控制設(shè)備的轉(zhuǎn)矩控制功能。
      [0026]另外,所述系統(tǒng)模型還包含電機(jī)故障模型;在所述根據(jù)所述工況模型對(duì)所述待測(cè)試的控制設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試的步驟中,包含以下子步驟:設(shè)置所述電機(jī)故障模型的參數(shù),測(cè)試所述控制設(shè)備應(yīng)對(duì)電機(jī)故障功能,并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)保存在所述試驗(yàn)管理子系統(tǒng);所述試驗(yàn)管理子系統(tǒng)對(duì)保存的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析獲取測(cè)試結(jié)果。
      [0027]另外,所述系統(tǒng)模型還包含傳感器故障模型;在所述根據(jù)所述工況模型對(duì)所述待測(cè)試的控制設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試的步驟中,包含以下子步驟:設(shè)置所述傳感器故障模型的參數(shù),測(cè)試所述控制設(shè)備應(yīng)對(duì)傳感器故障功能,并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)保存在所述試驗(yàn)管理子系統(tǒng);所述試驗(yàn)管理子系統(tǒng)對(duì)保存的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析獲取測(cè)試結(jié)果。
      【附圖說(shuō)明】
      [0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的電機(jī)控制設(shè)備的功能測(cè)試方法流程示意圖;
      [0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式中的電機(jī)控制設(shè)備的功能測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0030]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解,在本發(fā)明各實(shí)施方式中,為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是,即使沒(méi)有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改,也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
      [0031]本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種電機(jī)控制設(shè)備的功能測(cè)試方法,具體流程如圖1所示,包含以下步驟:
      [0032]步驟101,通過(guò)試驗(yàn)管理子系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的軟件將實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)中的系統(tǒng)模型設(shè)置為工作的初始狀態(tài)
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