电力电子与电机系统实时仿真技术

第1章 仿真与实验技术概述1

1.1 V流程开发模式1

1.2 非实时模型仿真2

1.3 实时模型仿真3

1.4 模型在环仿真4

1.5 快速控制原型4

1.6 硬件在环测试5

1.7 全实物实验6

第2章 实时仿真技术原理7

2.1 电力电子与电机系统实时仿真要求7

2.2 电力电子开关RonRoff建模方式7

2.3 后向欧拉法8

2.4 电力电子开关LC建模方法9

第3章 实时仿真软硬件系统12

3.1 硬件系统12

3.1.1 MT6020 HIL实时仿真器12

3.1.2 MT1050 RCP原型控制器13

3.2 软件系统14

3.2.1 StarSim HIL 和 StarSim FPGA Solver14

3.2.2 StarSim RCP15

3.3 软硬件系统快速起步16

3.3.1 仿真准备16

3.3.2 StarSim HIL软硬件使用快速起步18

3.3.3 StarSim RCP软硬件使用快速起步24

第4章 非实时模型仿真32

4.1 电力电子与电机系统Simulink仿真基础32

4.1.1 Simulink仿真环境32

4.1.2 搭建模型32

4.1.3 启动仿真38

4.2 Simulink模型——永磁同步电机调速控制38

4.2.1 永磁同步电机工作原理38

4.2.2 永磁同步电机矢量控制方法39

4.2.3 永磁同步电机控制建模与仿真40

4.3 Simulink模型——三相并网逆变器控制43

4.3.1 三相并网逆变器工作原理43

4.3.2 软件锁相环工作原理48

4.3.3 三相并网逆变器控制建模与仿真49

第5章 实时模型仿真56

5.1 实时模型仿真的结构与功能56

5.1.1 实时模型仿真结构56

5.1.2 Simulink模型分割57

5.1.3 MT6020控制算法部分自动代码生成57

5.2 实时模型仿真——永磁同步电机调速控制60

5.2.1 PMSM主电路和控制算法加载到实时仿真器的过程60

5.2.2 PMSM实时模型仿真实验64

5.3 实时模型仿真——三相并网逆变器控制66

5.3.1 三相并网逆变器主电路和控制算法加载到实时仿真器的过程66

5.3.2 三相并网逆变器实时仿真实验69

第6章 模型在环实时仿真77

6.1 模型在环实时仿真的结构与功能77

6.1.1 模型在环实时仿真结构77

6.1.2 实时仿真器MT6020接口定义78

6.1.3 原型控制器MT1050接口定义79

6.1.4 Simulink 离线仿真模型分割80

6.1.5 原型控制器自动代码生成过程81

6.2 MIL实时仿真——永磁同步电机调速控制83

6.2.1 PMSM主电路部分加载到实时仿真器的过程83

6.2.2 PMSM控制部分加载到原型控制器的过程87

6.2.3 PMSM控制MIL实时仿真实验92

6.3 MIL实时仿真——三相并网逆变器控制97

6.3.1 三相并网逆变器主电路部分加载到实时仿真器的过程97

6.3.2 三相并网逆变器控制部分加载到原型控制器的过程100

6.3.3 三相逆变器控制MIL实时仿真实验105

第7章 硬件在环实时仿真测试111

7.1 HIL实时仿真测试系统的结构与功能111

7.1.1 HIL实时仿真测试系统结构111

7.1.2 HILDSP 控制器112

7.1.3 Simulink离线仿真模型分割113

7.1.4 DSP控制器自动代码生成过程113

7.2 HIL实时仿真——永磁同步电机调速控制120

7.2.1 PMSM主电路加载到实时仿真器的过程120

7.2.2 PMSM控制部分加载到DSP控制器的过程125

7.2.3 PMSM HIL实时仿真测试实验128

7.3 HIL实时仿真——三相并网逆变器控制130

7.3.1 三相并网逆变器主电路部分加载到实时仿真器的过程130

7.3.2 三相并网逆变器控制部分加载到DSP控制器的过程134

7.3.3 三相并网逆变器控制HIL实时仿真测试实验137

第8章 快速控制原型技术144

8.1 快速控制原型系统的结构与功能144

8.1.1 RCP 系统的结构144

8.1.2 RCP_Converter_1050功率驱动单元145

8.2 基于RCP的永磁同步电机调速控制146

8.2.1 永磁同步电机RCP结构146

8.2.2 PMSM控制部分加载到原型控制器的过程146

8.2.3 基于RCP的PMSM控制系统实验151

8.3 基于RCP的三相并网逆变器控制152

8.3.1 三相并网逆变器RCP系统结构152

8.3.2 三相并网逆变器控制部分加载到原型控制器的过程153

8.3.3 基于RCP的三相并网逆变器原型实验157

第9章 全实物系统实验164

9.1 三相DC/AC变换器实物164

9.2 全实物系统实验——永磁同步电机调速控制165

9.2.1 PMSM控制硬件结构165

9.2.2 PMSM控制部分加载到DSP控制器的过程166

9.2.3 PMSM控制全实物实验169

9.3 全实物系统实验——三相并网逆变器控制172

9.3.1 三相并网逆变器硬件结构172

9.3.2 三相并网逆变器控制部分加载到DSP控制器的过程173

9.3.3 三相并网逆变器控制全实物实验176

参考文献181