基于Matlab的直流电机控制系统硬件在环设计

针对开发人员在利用C/C++语言编写源代码时浪费大量时间的问题,同时为提高DSP对直流电机PWM双极性控制的有效性,研究了基于Matlab/Simulink平台下TI C2000DSP代码自动生成的方法。在Matlab/Simulink环境下搭建控制模型,通过RTW(Real_Time Workshop)工具转换成实时控制代码控制直流电机。并利用此方法在TMS320F2812开发板上实现了对直流电机PWM双极性控制系统的控制,电机平稳运行。实验验证了硬件在环半实物仿真技术有效地缩短产品的开发周期。     

快速原型中Simulink模型的代码自动生成

快速原型仿真是实时仿真的一种,它处于产品研发的算法设计阶段与具体实现阶段之间,是产品研制过程中的一个重要环节。本文介绍了在快速原型系统中如何利用Matlab/Simulink的代码生成功能将Simulink模型转换成目标语言模型的方法;既避免了Simulink模型在Matlab/Simulink环境下仿真速度低下的问题,又能大大降低用目标语言编程建模的工作强度。实际应用表明,通过使用Simulink模型的C代码自动生成,可以方便快捷地将Simulink模型应用于半实物仿真系统,缩短研制周期,并提高仿真系统的灵活性和可靠性。     

基于模型设计的DSP电机控制代码开发

现代工业对电机控制要求的不断提高使得软件的规模和复杂度越来越高,而传统开发DSP电机控制软件的方式是手工编写C代码,其算法实现难度大、底层驱动配置复杂、开发效率低。针对该问题,研究一种高效的DSP代码开发方式——基于模型设计(Model Based Design,MBD),该方式以MATLAB为开发平台,可实现Simulink模型到C代码的自动转化,显著提高开发效率。文章首先介绍MBD对电机控制开发的支持并给出开发流程,然后以DSP永磁同步电机矢量控制为例,在Simulink下建立系统的仿真模型和代码模型,并自动生成C代码,最后将代码下载到DSP控制系统中进行软件测试。研究结果表明,利用MBD方式可快速、高效地开发出DSP电机控制代码,并且具有开发难度低、代码可移植性强等优点。     

基于RTW的三电平双PWM变换器控制系统设计

以DSP为核心的电力电子与电力传动控制系统软件编写复杂,不便于实验,为此提出了一种基于Matlab/Simulink及实时代码生成工具RTW(Real-Time Workshop)的电力电子与电力传动控制系统软件的设计方法.首先在Simulink下搭建控制系统模型,进行相应仿真完善,验证控制算法,根据目标DSP型号添加相应DSP内核、外设并设置控制参数,然后直接将模型转化为相应DSP的C源代码,在相应的硬件平台支持下即可完成相关实验.介绍了仿真及生成代码模型在构建时的流程和关键问题,并按照该方法对一种以TMS320F2812为控制系统核心的新型中点箝位三电平双PWM变换器控制策略进行了仿真和实验.结果证明在该方法下完成的仿真和实验结果基本一致.     

基于PSCAD的保护逻辑C源代码级仿真方法

数字仿真技术在继电保护开发过程中具有不可替代的作用。在PSCAD环境中利用自定义模块接口技术,将C源代码以自定义元件形式嵌入到仿真模型中,实现数字化保护的源代码级闭环仿真。针对实施C源代码级仿真方法效率低下的问题,改进了“调用接口”和“数据接口”,通过一个实例详细阐述了实现过程和效果。通过在自定义元件的Script脚本中调用Fortran接口函数实现调用接口,简化了C源代码的调用、修改及调试。直接利用自定义元件的输入、输出端口实现数据接口,避免使用复杂的公用数组。该方法简洁、灵活,可以完整验证实际装置的保护逻辑源代码,尤其适合于从保护原理研究到装置开发的过渡阶段,使开发者不依赖于物理装置即可验证软件代码,提高了开发效率。     

基于DSP代码自动生成的实时控制平台

Matlab集成的DSP开发模式是基于模型的图形化设计方法,自动生成符合工程实际的代码,打破了传统设计方法逐行手工编写代码的局限性。提出了基于Matlab和Target for TI C2000工具箱机电系统实时控制平台的设计,通过SVPWM波形的代码自动生成实验及其带三相异步电机运行情况,验证了平台设计方案的可行性。对实时控制平台的应用进行举例探讨,Simulink框图可以自动下载到DSP板上进行测试和运行。平台集成环境高效快捷,模型代码自动生成,可以有效缩短开发周期,减少开发风险,增加研发竞争力。     

基于xPC技术的风力发电设备半实物测试平台

采用MATLAB/Simulink的xPC技术构建一种廉价的风力发电设备半实物测试平台,在xPC宿主机建立了MATLAB/Simulink环境下的风力发电模型,利用实时代码生成工具箱(RTW)产生代码并下载到目标机运行,由外部控制器控制虚拟风力发电模型,从而验证了控制器的控制效果和性能.通过xPC技术与虚拟现实技术的结合,建立了友好的人机交互界面.用所述方法构建出一套人机界面友好的用于风力发电设备验证的仿真测试平台,仿真和试验结果验证了仿真测试平台的准确性.     

基于Matlab的PWM整流器程序代码生成方法

根据三相电压型整流器(VSR)空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略,在Matlab/Simulink中建立算法模型,并用Matlab直接生成数字信号处理器(DSP)工程代码,通过对代码进行优化处理,经调试编译生成DSP可执行文件。最后,通过对比仿真和实验结果,验证了直接生成代码的正确性。这种DSP代码直接生成方法缩短了产品开发周期,使研究人员更加专注于控制算法的革新。     

PLC中OFDM应用及DSP代硬自动生成

为了研究OFDM技术在PLC通信中的应用及其DSP实现,利用MATLAB系统中的Simulink建立OFDM模型,仿真验证模型参数设置正确及技术指标符合要求后。通过自动转换生成DSP代码,经CCS编译后加载到DSP开发板运行产生OFDM波形。实验结果显示,DSP输出的OFDM调制波形与理论仿真结果一致,验证了利用MATLAB模型转换方式生成DSP代码的可行性与正确性,并分析了不同IFFT点数对输出波形的影响。利用该方法可以方便地研究OFDM等通信系统的性能,快速地进行DSP开发应用。     

基于模型的设计在PLC控制系统开发中的应用

以电梯控制为例,介绍了一种新的PLC控制系统的开发方式:基于模型的设计。先用Simulink/Stateflow建立了四层电梯模型,然后用MATLAB自带的代码自动转换工具Simulink PLC Coder将模型转换为符合PLC编程标准的结构化文本,导入到PLC编程软件RSLogix 5000中,得到电梯模型的功能块,并以此为基础编写电梯的控制程序。实验结果证明了这种PLC控制系统开发方式的可行性及高效性。     

基于RTW的SVPWM DSP控制系统

提出一种基于实时代码生成工具(RTW)的TMS320F2812 DSP控制系统,介绍了控制系统的硬件结构,给出了基于RTW的DSP控制系统的设计流程.结合此集成一体化控制平台,介绍了一种五段法空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,利用Matlab/Simulink工具建立了算法模型,给出了其仿真结果,实现了从模型到实时代码的转换,并与传统手工编写代码实验结果进行了比较,两种方法结果吻合.这种基于模型的设计流程,实现了工程开发过程从算法设计到最终实现的所有阶段,提高了产品开发效率,降低了成本.     

MATHWORKS通过改进SIMDRIVELINE来增强物理建模能力

简化将多个物理域集成到传动模型的过程 2011年5月25日MathWorks宣布推出SimDriveline的新版本,该新版本可以帮助简化将其他物理域集成到传动模型的过程，包括齿轮系、电磁阀和液压离合器中的热损失。SimDriveline以MathWorks Simscape技术为基础，可以帮助工程师们使用Simulink对各种汽车、航空、国防和工业应用中的机械系统进行建模和仿真。     

基于SG/Simulink感应电机混合建模仿真研究

采用SG/Simulink软件,提出一种对感应电机控制系统进行混合建模仿真的新方法.该方法利用SG (System Generator)建立的控制器仿真模型可以直接生成相应VHDL代码,为在FPGA平台上实现控制器算法设计奠定了基础.它使得FPGA设计建模与实现建模可一次性完成,缩短了FPGA产品的开发周期.而采用Simulink搭建的感应电机本体模声则具有通用性,对应于不的情况只需修改替换部分模块.仿真结果验证了该方法的有效性和可行性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路.     

基于RTW的2H桥逆变器SPWM目标代码自动生成

提出一种基于实时代码生成工具(RaW)的TMS320F2812型定点DSP控制系统.给出了基于Matlab/RTW的系统设计方法和开发流程.结合该集成一体化控制平台,提出了一种基于嵌入式目标代码自动生成的2H桥级联逆变器SPWM产生方法,利用Matlab/Simulink工具建立了算法模型.仿真验证算法后.给出了以TMS320F2812型定点DSP为目标的SPWM控制模型,并自动生成代码,编译、下载到目标DSP中运行.产生的波形与理论吻合.这种基于模型的设计流程,实现了工程开发过程中从算法设计到最终实现的所有阶段,提高了产品开发效率,降低了成本.     

基于模型设计思想的功率测量技术研究

按照基于模型设计(MBD)的思想,设计了功率测量系统。在Simulink环境下对测量的物理环境及信号调理电路建模,使初期算法测试与后期硬件实现相结合。通过Simulink软件包和函数库建立了四种可移植的算法模型,并选取了准同步采样算法、小波包分析两种测量算法实现功率测量。并通过软件在环测试比较了这两种算法,验证不同频率、谐波组合、功率因数及非平稳波形下算法的精度,改善数字测量系统的开发流程。使用Simulink中的RTW-EC工具箱将算法模型自动生成C代码并下载至ARM中,实现了基于模型设计流程,效果令人满意。     

基于HIL的永磁同步电机矢量控制系统的开发

汽车电控系统研发中,很长一段时间内都是使用传统的开发模式,不仅需要手工编写大量代码,而且需要设计相应的接口电路及驱动检测装置,时间长、重复性工作多,本文采用基于V流程的模式进行电机控制系统的开发,对永磁同步电机矢量控制进行了研究。通过在Simulink上搭建永磁同步电机矢量控制算法模型并且实现自动生成代码下载到DSP中,然后在Typhoon HIL电力电子半实物仿真平台上搭建逆变器、永磁同步电机模型,连接DSP对PMSM矢量控制算法进行测试,完成永磁同步电机控制器的开发。     

燃料电池电动汽车用功率斩波器快速控制原型设计

介绍了燃料电池电动汽车动力系统中DC／DC斩波器的工作原理,并对其控制算法进行分析。通过Simulink／Stateflow工具箱建立相应快速控制原型,生成适合DSP的自动嵌入式代码,完成燃料电池电动汽车用DC／DC斩波器控制算法设计。仿真结果表明,基于Simulink／Stateflow的快速设计原型并生成代码的开发方法加快了工程进度,提高了代码的稳定性。     

Xilinx FPGA system generator在伺服电机控制中的应用

为了避免编写FPGA语言HDL代码的烦琐性,借助于Simulink集成工具箱中Xilinx系列FPGA独有的System Generator模块,围绕3种伺服电机控制应用进行了仿真和实验研究。首先,根据3种伺服电机控制所需PWM信号波形,利用System Generator建立Simulink仿真框图;其次,在Simulink仿真结果正确的基础上生成HDL代码;然后,利用ISE的仿真配套软件ModelSim对HDL代码仿真测试;最后,在ModelSim仿真结果正确的基础上将代码载入FPGA硬件,并利用ChipScope Pro对PWM信号进行实验测试。实验结果与仿真结果的吻合,表明此方法简单易行,具有一定的实际应用价值。     

永磁同步电机HIL仿真研究

为改进全数字仿真实时性不足并简化DSP编程,提出了一种永磁同步电机HIL（硬件在回路）实时仿真方法。详细设计了系统硬件,构建了基于Simulink的永磁同步电机的数学及HIL仿真模型,可自动生成优化的嵌入式仿真代码、在线调整模型参数并监视仿真数据,实现了永磁同步电机在HIL仿真下的直接转矩零矢量控制。仿真结果表明,系统具有很好的实时性且可靠性高,与传统的手工编写和修改仿真模型代码的方法相比,加速了电机控制系统的研制,并优化了控制律。     

基于Matlab自动代码生成的SVG研究

静止无功发生器(SVG)作为新一代无功补偿装置,得到了广泛的关注和研究。在此提出了基于Matlab自动代码生成的SVG开发方法,将Matlab/RTW工具与Simulink相结合,应用比例积分(PI)加重复控制的双环控制策略,自动从Simulink模型生成代码,且自动建立可实时运行的程序。并通过对比仿真与实验波形,验证了基于Matlab自动代码生成的SVG设计的可行性与高效性。