【无标题】快速控制原型（RCP）丨内置式交流永磁同步电机开发试验系统

电动汽车的“三电”是指：电池、电机、电控，“三电”技术是电动汽车的关键技术，也是电动车区别于传统汽车的新技术。内置式永磁同步电机(IPMSM)由于其优良的转矩特性和宽广的调速范围而广泛运用于电动汽车电驱系统，与表贴式永磁同步电机(SPMSM)不同，IPMSM转子具有强烈的凸极效应，因此其控制方式相较表贴式更为复杂。

本系统以内置式永磁同步电机为被控对象，电机控制开发通过MATLAB Simulink搭建控制算法，并提供成熟的工具链实现控制模型仿真、代码自动生成和下载调试。用户可以对被控电机的电流环、速度环、位置环进行全环路控制器设计，可以为弱磁控制和最大转矩电流比(MTPA)控制等控制算法研究，提供快速验证平台，为电机控制软件开发提供非常便利的条件。
该试验系统用于内置式永磁同步电机(IPMSM)控制系统开发，是一套功能完整的电机控制半实物仿真验证开发系统，具备以下功能：

支持RCP快速原型设计，可实现MATLAB/Simulink模型仿真、代码自动生成和下载调试；

可实现电机驱动调制方法研究、控制算法研究、自整定技术研究以及无位置传感器控制技术研究及应用等；

该系统集成了过压、过流、过温等硬件保护功能和刹车制动功能，以及PWM死区时间设置错误等软件保护功能，确保用户设备安全；

该系统由驱动电机和负载电机组成，形成对拖系统，并搭配基座平台；

该系统通过扭矩传感器测量驱动电机的扭矩以及转速；

该系统将负载功率通过能量回馈模块回馈至电网，将驱动电机制动产生的制动电能通过双向直流电源模块回馈到电网；

系统提供测试接口，可进行控制信号的旁路测试，方便连接示波器；

基于图形化操作软件，可实现基于模型的仿真测试；

可实现在线标定（调参）、观测，数据记录及回放；

电机及电机控制器冷却能满足系统全工况使用要求。

一、Links-RT实时仿真系统

1.1、实时仿真软件包

本平台提供1套Links-RT实时仿真软件包，由五个模块组成：

1)试验管理软件RT-Sim Plus：运行于Windows操作系统，实现仿真全过程管理；

2)IO模块库RT-Lib：集成于MATLAB Simulink环境中，提供IO模块的配置；

3)实时代码生成组件RT-Coder：集成于MATLAB Simulink环境中，实现由MATLAB Simulink模型自动生成VxWorks目标代码；

4)目标机实时仿真引擎RT-Engine：运行于VxWorks操作系统之上的仿真引擎，为模型提供实时运行环境；

5)仿真模型软件RT-Demo：基于MATLAB/Simulink搭建的针对PMSM的SVPWM控制系统模型，该模型包括编码器采集和转速计算、启动停止和控制保护功能、速度环/电流环的双环PI调节器、永磁电机的弱磁控制算法、Park和Clarke坐标变换、相电流采集，以及带死区设置的PWM输出等。实现永磁电机的转速闭环控制以及转速的动态调节控制。

1.2、实时仿真机

本平台提供的快速原型仿真器，运行VxWorks实时操作系统，作为内置式交流永磁同步电机开发试验系统的核心，将实时完成控制系统模型的解算，以及与外部实物设备的IO通信。