1. 一種永磁同步電機(jī)伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括PC 機(jī)、信號(hào)轉(zhuǎn)換
器和PMSM 控制器，其中，PC 機(jī)通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器與PMSM 伺服控制器連接，PC 機(jī)將PMSM 模型
的控制參數(shù)通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器發(fā)送給PMSM 控制器進(jìn)行處理，處理結(jié)果經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器返回PC
機(jī)控制PMSM 模型，同時(shí)PC 機(jī)采集PMSM 模型當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)對(duì)PMSM 模型
控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，形成物理閉環(huán)；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換器包括主控芯片、通信及JTAG 下載芯片
和USB 轉(zhuǎn)串口芯片，其中，通信及JTAG 下載芯片與主控芯片連接，PC 機(jī)通過(guò)USB 轉(zhuǎn)串口芯
片與通信及JTAG 下載芯片連接。 2. 如權(quán)利要求1 所述的永磁同步電機(jī)伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述 主控芯片采用STM32F103ZCT6。
3. 如權(quán)利要求1 所述的永磁同步電機(jī)伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述 通信及JTAG 下載采用STM8S103 芯片。
4. 如權(quán)利要求1 所述的永磁同步電機(jī)伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述 轉(zhuǎn)USB 轉(zhuǎn)串口芯片采用PL2303hx。
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種永磁同步電機(jī)伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)。
背景技術(shù)
[0002] 目前，對(duì)于永磁同步電機(jī)(PMSM) 伺服控制系統(tǒng)的仿真，主要是借助于Matlab/
Simulink 建立永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，采用電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM) 的原理及算
法在Matlab/Simulink 中搭建控制模型實(shí)現(xiàn)的。這種數(shù)學(xué)仿真的方法雖然模型經(jīng)濟(jì)、修改
方便、周期短，但是它僅僅是獨(dú)立于實(shí)際工程的手段，與工程實(shí)際有較大距離，難以準(zhǔn)確反
映電機(jī)各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能，不能為實(shí)際PMSM 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有效依據(jù)。半物理仿真技術(shù)能
夠克服數(shù)學(xué)仿真的弊端，已被應(yīng)用到工程機(jī)械的操作裝置、汽車(chē)電子控制器的研究以及模
擬飛行控制器等，但是，目前針對(duì)永磁同步電機(jī)半物理仿真的伺服系統(tǒng)控制系統(tǒng)在行業(yè)內(nèi)
仍沒(méi)有相關(guān)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)。
發(fā)明內(nèi)容
[0003] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種永磁
同步電機(jī)伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)C 機(jī)中構(gòu)建的PMSM 數(shù)學(xué)模型與PMSM
控制器進(jìn)行信息通信，形成接近工程實(shí)際，易于驗(yàn)證的閉環(huán)物理環(huán)境，克服了目前技術(shù)不能
準(zhǔn)確地反映電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能的缺點(diǎn)。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)解決方案：
[0005] 一種永磁同步電機(jī)伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括PC 機(jī)、信號(hào)轉(zhuǎn)
換器、PMSM 伺服控制器，其中，PC 機(jī)通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器與PMSM 伺服控制器連接，PC 機(jī)將PMSM
模型的控制參數(shù)通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器發(fā)送給PMSM 控制器進(jìn)行處理，處理結(jié)果經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器返
回PC 機(jī)控制PMSM 模型，同時(shí)PC 機(jī)采集PMSM 模型當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)對(duì)PMSM
模型控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，形成物理閉環(huán)；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換器包括主控芯片、通信及JTAG 下載
芯片和USB 轉(zhuǎn)串口芯片，其中，通信及JTAG 下載芯片與主控芯片連接，PC 機(jī)通過(guò)USB 轉(zhuǎn)串
口芯片與通信及JTAG 下載芯片連接。
[0006] 本實(shí)用新型還包括如下其他技術(shù)特征：
[0007] 所述主控芯片采用STM32F103ZCT6。
[0008] 所述通信及JTAG 下載采用STM8S103 芯片。
[0009] 所述轉(zhuǎn)USB 轉(zhuǎn)串口芯片采用PL2303hx。
[0010] 本實(shí)用新型的有益效果如下：
[0011] 在PC 機(jī)中構(gòu)建PMSM 數(shù)學(xué)模型，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器與控制器進(jìn)行連接，不僅能使仿真
能更大程度接近工程實(shí)際，正確反映伺服控制系統(tǒng)各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能；與全實(shí)物仿真系統(tǒng)相比，
本實(shí)用新型又具有研制費(fèi)用低、簡(jiǎn)單易行等優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
[0012] 圖1 是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2 是信號(hào)轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
[0015] 如圖1 所示，本實(shí)用新型的永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)，包括PC 機(jī)、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、
PMSM 伺服控制器，其中，PC 機(jī)通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器與PMSM 伺服控制器連接，信號(hào)轉(zhuǎn)換器用于在
PC 機(jī)與PMSM 伺服控制器間轉(zhuǎn)換數(shù)字與模擬信號(hào)，PC 機(jī)將PMSM 模型的控制參數(shù)通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)
換器發(fā)送給PMSM 控制器進(jìn)行處理，處理結(jié)果經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器返回PC 機(jī)控制PMSM 模型，同時(shí)
PC 機(jī)采集PMSM 模型當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)對(duì)PMSM 模型控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，形成
物理閉環(huán)。
[0016] 如圖2 所示，信號(hào)轉(zhuǎn)換器用以實(shí)現(xiàn)虛擬物理信號(hào)與真實(shí)物理信號(hào)的轉(zhuǎn)換，信號(hào)轉(zhuǎn)
換器包括主控芯片、通信及JTAG 下載芯片和USB 轉(zhuǎn)串口芯片，其中，通信及JTAG 下載芯片
與主控芯片連接，PC 機(jī)通過(guò)USB 轉(zhuǎn)串口芯片與通信及JTAG 下載芯片連接；其中，主控芯片
采用STM32F103ZCT6，芯片STM32F103ZCT6 上有多個(gè)模塊接口(DAC、SPI、USART、SD 卡、以太
網(wǎng)接口、GPIO、ADC) 以滿足通信需要；通信及JATG 下載采用STM8S103 芯片，USB 轉(zhuǎn)串口芯
片采用PL2303hx。
[0017] PC 機(jī)中安裝MATLAB，利用MATLAB 中的simulink 工具箱建立PMSM 數(shù)學(xué)模型。
[0018] 本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下：
[0019] 將信號(hào)轉(zhuǎn)換器的USB 接口與PC 機(jī)的USB 接口相連，再將信號(hào)轉(zhuǎn)換器的A/D、D/A 接
口與PMSM 控制器連接，信號(hào)轉(zhuǎn)換器上電。PC 機(jī)使用MATLAB 中simulink 工具箱建立PMSM
數(shù)學(xué)模型，并將其生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(dll 文件)，然后通過(guò)在C# 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的調(diào)用來(lái)完
成C# (UI) 中的參數(shù)與PMSM 電機(jī)模型的參數(shù)的通信，PC 機(jī)將PMSM 模型控制參數(shù)通過(guò)USB2.0
發(fā)送給PMSM 控制器進(jìn)行處理，信號(hào)轉(zhuǎn)換器將PC 機(jī)傳來(lái)的虛擬物理信號(hào)轉(zhuǎn)換成真實(shí)物理信
號(hào)，然后傳送給PMSM 控制器；同時(shí)，由PMSM 控制器發(fā)出控制信號(hào)，信號(hào)轉(zhuǎn)換器將PMSM 控制
器發(fā)來(lái)的真實(shí)物理信號(hào)轉(zhuǎn)化成虛擬物理信號(hào)傳送給PC 機(jī)中的PWSM 模型，PC 機(jī)一方面接收
數(shù)據(jù)，根據(jù)接收到的控制信號(hào)對(duì)PMSM 電機(jī)模型參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，另一方面，PC 機(jī)采集PMSM 數(shù)
學(xué)模型的狀態(tài)參數(shù)并將其傳送到信號(hào)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為真實(shí)物理信號(hào)傳送
給控制器，然后在控制器中完成控制算法，再將處理后的控制信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后
傳給PC 機(jī)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，如此反復(fù)的運(yùn)行就形成了一個(gè)閉環(huán)的半物理仿真系統(tǒng)。
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