如何快速地掌握 dSPACE 中關於電機控制的 RCP 和 HIL 的開發?

1.剛入手一個月,天天看HelpDesk,但實際建模和模擬能力太差了,進步太慢。

2.國內外有哪些關於基於模型的設計的經典書籍?


私以為題主不必這麼循序漸進,你管他勞什子RCP啊HIL的。在應用中學習豈不是更好,用dSPACE實現一個電控系統大致分三步。

一,調試matlab模擬模型。

此時,控制模型的模擬輸入量,數字輸出量(pwm信號)來自於或作用於系統中的電機數學模型。 這個模型順利運行再進行下一步。

二,硬體調試。

三,將實際的模擬(數字)量替換模擬系統對應的部分。

此時,將dSPACE的採樣、輸出模塊替換原模擬的對應部分,build之後自動將代碼裝入slave DSP中,接通硬體並運行。

題主果真自己入手了一個dSPACE嗎?真土豪。


籠統來說,RCP中的電機控制就是你的matlab模擬模型;HIL中的電機控制就是matlab模擬模型的單片機/DSP/FPGA「代碼化」。

問題中的「實際建模和模擬」不清楚是問哪些方面。我就從我理解的角度來分析吧

既然學習電力電子與電力傳動,比不可少的需要接觸一下matlab/simulink這個強大的模擬平台。模型中,如果所有的運算單元及電機被控對象都是直接使用simulink的封裝模塊,例如加減乘除等基本運算單元、邏輯判斷、逆變器和電機模塊、電壓源/電流源模塊等。把這個模擬模型對半分開,可以分成控制部分和被控對象。前者就是所有的控制代碼,從反饋信號(電壓電流轉速轉矩等)一直到逆變器的門極信號輸出;後者就是單純的電壓源/電流源、逆變器和電機。

對於HIL,就是在dSPCAE裡面拖入現成的,或者自己用代碼來實現的被控對象,及一些信號採集和輸出模塊(dSPACE自帶);同時,將控制部分用處理單元硬體實現,單片機、DSP、FPGA等板子。兩者配對介面,即可調試。

對於RCP,就是把控制部分拖入dSPACE的simulink界面中,同樣還需要dSPACE自帶的信號輸出和採集模塊。這時,dSPACE的輸出信號是沒有驅動能力的電信號,需要接入至信號調理板(硬體)再接入逆變器的驅動模塊中,再由逆變器驅動電機。同樣採樣電壓電流轉速等信號,反饋至調理板最終輸入dSPACE。

HIL和RCP平台的基本搭建就是這樣子。下面來講講理論方面的,就是我理解的「建模和模擬」。

當然,我只針對交流電機控制。發展有三個階段:電壓/頻率控制,也稱之為標量控制;轉子(定子)磁場定向的矢量控制;直接轉矩控制(直接子控制)。目前來講,標量控制由於較差的動態性能,應用場合較少。主要是後兩者。從理論角度來看,後兩者並沒有太大的控制效果區別,且各有優缺點,在這不一一敘述。關於這兩者的基本理論和最基本的實現方式,相信只要是一本講交流電機控制的書都會給講的清清楚楚明明白白。

交流電機控制有兩點,我覺得比較重要:

1、電機能量的強耦合。高性能的電機控制必然是對有功無功的精確控制,也就是所說的轉矩及磁場的解耦控制性能。這一點,就是標量控制致命缺陷。

2、電機控制與逆變器的調製。系統上來講,後者屬於前者。從重要程度來講,兩者同樣重要。一般(理想)情況下,調製技術決定電機運行穩態特性,控制技術影響動態性能。在電機控制性能不理想時,前者也會極大的影響電機的穩態性能,例如PI參數設計不合理、轉矩磁鏈等觀測器設計較差;在調製系能設計有所缺陷時,後者同樣影響動態性能,例如多電平拓撲的中點電位控制。

路漫漫其修遠兮


dSPACE熟練使用者答題。

看幫助,先看FirstWorkStep,然後就可以直接上手了。有時間可以看XXXX_Config或者XXXX_Feature,有和硬體匹配的介面說明。(XXXX可能是DS2211、DS1401、DS1103等)

dSPACE的幫助系統非常好用,有問題直接help

真心沒什麼難的,我入門花了兩天就開始做項目了,現在在課題組算是專家,經常幫校內外的人解決問題。


有點小空,修改下之前的回復。

不知題主是哪個企業或學校的。RCP和HIL的概念你應該有理解,依託於dSPACE平台,實現這兩部分的功能是比較容易的,前提是你具備實際電機控制的經驗和電機理論分析的背景。

對於RCP部分而言,就是一個大號DSP,如果你做過TI或者英飛凌等平台的電機控制,不用人員培訓,dSPACE的板卡看一遍就明白那些通道是什麼作用;所以看helpdesk是沒啥用的,只是加深對dSPACE產品的理解而已,背後的電機控制理論才是關鍵。RCP你應該買的是ACMC,看它的幫助文檔才是對的。

HIL部分,實現難度較RCP大很多,因為不僅要懂電機控制,還要了解電機建模、電力電子建模、位置感測器建模;對應大學課程分別為電機瞬態分析(一般是研究生階段)、電力電子基礎等課程。所以這部分基礎要求很高。跟helpdesk也沒關係

書籍推薦的話,國外好像就有一本叫model based design的書,電機瞬態分析可以看看《交流電機動態分析》,電力電子方面《Fundamentals of Power Electronics》,電機控制方面有電機拖動之類的書。建模能力差,只有把simulink玩熟了再說,除一些相關的書外,把simulink每個基礎模塊幫助文檔看一遍,你會學到很多;至少搭建模型時立馬就知道用哪個模塊。另simulink的模擬基礎是研究生課程《數值分析》。

說些題外話,我遇到很多人都是說不會、不懂,培訓完之後說聽不懂,但又不願意看書,有了書又怪是英文的,只會抱怨工程師沒培訓好。工程師要是兩天時間能把這些背景知識給你講一遍,大學還要讀四年做什麼。所以靜心看書很重要,細節一點一點的扣。

跟高水平的人交流時,提到某個點對方立刻明白什麼作用及含義;而跟入門的人交流時,即使將細節講的很深入,他也只會覺得枯燥無聊。

dSPACE的設備需要一定的技術背景,電機部分要求尤其高些,無甚辦法,唯靜心看書。


目前博士項目是PMSM的預測控制,實現平台就是dSPACE,這學期基本都泡在dSPACE上了。

個人覺得搞HIL,最有必要保證的就是輸入輸出的正確性,即dSPACE反饋給你的數據,和你調用dSPACE模塊輸出的東西,都必須和你的模擬模型盡量一致,或者模擬模型和dSPACE要一致。

電動機控制的反饋量無非就是兩相的電流,轉子位置,輸出量也就是一個三相PWM,電流可以用萬用表校準,PWM輸出可以用示波器來觀測。也就是要一步一步驗證你模擬模型里,演算法以外的東西是否和真的一樣,不一樣就要改得和真的一樣。


最近幾年一直在做HIL測試的原理驗證和模擬,主要是系統的機械動力學和控制部分,沒有涉及到其中電力電子的部分,但也有些體會,希望能和大家探討一下。

HIL難在一閉環就掛,就算在Simulink里驗證模型能跑了,放到RCP里上了檯子一閉環還是掛。個人覺得一方面可能模型不夠精確,包含模型本身形式的不精確如階數不夠,也包含參數的不精確。另一方面HIL畢竟裡面有一些實時過程在裡面,延遲一直是很棘手的問題,尤其是電力電子裡面都是高頻的過程。

具體到「實際建模和模擬能力」上,個人理解是如何用模擬方法來表達整個系統。最重要的是,對HIL的結構瞭然於胸,分清楚什麼是physical的部分,什麼是control的部分,在驗證系統里用subsystem區分開來,並把之間通信、調製、驅動的過程儘可能擬真的表示出來,把各個工況都跑上一遍,多變換一些系統參數來加深理解,從而在把控制代碼寫到HIL里時有充分的信心。


有HIL的朋友願意看機會嗎,工作地點江蘇,外企汽車零部件公司,英語口語要好


dspace有技術支持的資料可以看

奇怪樓主用的是help desk,怎麼不是controldesk啊


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