FPGA高速硬件在環(huán)仿真器進(jìn)行電機(jī)控制器測(cè)試

　　介紹

　　電機(jī)在現(xiàn)代生活中扮演著重要角色。出于對(duì)安全、成本及效率的考慮，工程師——尤其是混合電動(dòng)力汽車(chē)(HEV)工程師——往往希望在特定的真實(shí)環(huán)境下通過(guò)仿真電機(jī)模型對(duì)電機(jī)控制器進(jìn)行測(cè)試。

　　由于在經(jīng)濟(jì)及環(huán)境等方面展現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)，HEV受到了廣泛的關(guān)注，而電機(jī)正是HEV的核心部件。尤其是考慮到HEV的電機(jī)及電力電子器件體積大, 成本高; 在讓控制器去控制這些實(shí)際的部件前, 先用硬件在環(huán)仿真的方法來(lái)測(cè)試和驗(yàn)證控制器的性能是非常必要的.

　　本文討論基于FPGA而設(shè)計(jì)的高速HIL仿真器來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制器測(cè)試。下圖為HIL測(cè)試系統(tǒng)。

　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)仿真器包括DC電壓源、逆變器橋路以及電機(jī)。我們支持永磁同步電機(jī)(PMSM)及無(wú)刷DC電機(jī)(BLDC).

　　為何需要基于FPGA的硬件在環(huán)仿真器

　　現(xiàn)代電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常由脈沖寬度調(diào)制(PWM)所驅(qū)動(dòng)。下圖描述了PWM的基本概念。

　　電機(jī)控制器將參考波形與三角載波相比較，從而確定門(mén)控制信號(hào)的狀態(tài)。