一种电力电子控制仿真系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电力电子控制仿真系统，包括：信号采集器用于采集被测信号，并将被测信号转换为模拟电信号；信号调理电路用于对电信号进行放大滤波；数字信号处理器DSP用于将模拟电信号转换为数字电信号，并对数字电信号进行运算处理，输出至少第一路信号；功率驱动电路用于根据第一路信号控制功率变换主电路的开通或关断；上位机用于实时显示DSP对所述数字电信号进行运算处理时的中间过程控制变量值；如此，当硬件系统运行时，可将硬件系统的中间过程控制变量传送至上位机上，实时观察中间过程控制变量的值，同时可对中间过程控制变量进行智能算法处理，获取控制结果，并将所述控制结果传送至DSP中，实现实时控制的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子
，尤其涉及一种电力电子控制仿真系统。
技术介绍
功率变换装置是新能源整体装备中的重要环节，在功率变换过程中，变换装置具有直流、交流，高压、低压等多电压特点，同时电力电子装置在工作期间可能存在过电压、电压不平衡、低电压穿越、谐波等问题，不便实时观察调试过程中的实时信号。电力电子领域中，大多采用半导体开关器件作为控制装置，需MCU产生PWM波来控制开关管的开通和关断，而MCU在挂起时，I/O口的状态不确定，导致PWM波的状态不可控，从而使得设计者不能实时监测MCU的中间过程控制变量。同时因MCU本身内部存储空间有限，当采用智能控制算法时，可能会导致存储空间不足或程序运行过慢，直接影响算法的执行效率。现有技术中，一般是基于TMS320F240DSP来设计实验平台，通过DS1104的数据接口与PC机实现数据通信。虽然用户可以通过该实验平台上对异步电机、永磁或电励磁同步电机、无刷直流电机等实现实时控制，可以与实际控制器、实际电机、实际电力电子变换器等系统直接相连，构成硬件在回路仿真测试或快速控制原形系统，实现电力电子与电力传动系统进行测试、教学与实训。但PC机与dSPACE之间的数据接口传递的信息为C代码，导致系统的执行效率变慢，从而导致系统的实时控制性能不高，同时不能在上位机上实时观察控制过程中涉及到的中间过程控制变量。并且，基于dSPACE的电气实时控制实验平台主要用于验证，当系统被投身到实际工程应用领域时，过程比较繁琐。基于此，开发一种具有实时性的智能控制系统硬件在线实验平台就显得尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供了一种电力电子控制仿真系统，用于解决现有技术中电力电子控制仿真系统数据接口之间传输数据包的冗杂性导致数据传输效率低且不能实时观察控制过程中所有中间过程控制变量的技术问题。本专利技术提供一种电力电子控制仿真系统，所述系统包括：信号采集器，用于采集被测信号，并将所述被测信号转换为模拟电信号；信号调理电路，用于对所述模拟电信号进行放大滤波；数字信号处理器(DSP，DigitalSignalProcessing)，用于将所述模拟电信号转换为数字电信号，并对所述数字电信号进行运算处理，输出至少第一路信号；功率驱动电路，用于根据所述第一路信号控制功率变换主电路的开通或关断；上位机，用于实时显示所述DSP对所述数字电信号进行运算处理时的中间过程控制变量的值。上述方案中，所述DSP还输出第二路信号；其中，所述上位机还用于对所述第二路信号进行智能算法处理，获取控制结果，并将所述控制结果传送至所述DSP中。上述方案中，所述DSP还输出第三路信号；所述系统还包括：示波器；其中，所述示波器用于显示所述第三路信号的波形。上述方案中，当所述被测信号为数字信号时，所述DSP通过I/O口采集所述数字信号，对所述数字信号进行运算处理。上述方案中，所述系统还包括：接口电路；其中，所述接口电路用于实现所述DSP与所述上位机之间的双向通信接口的电平匹配。上述方案中，所述DSP为TMS320F28335芯片。上述方案中，所述控制器中的ePWM模块根据所述第一路信号输出PWM波或SVPWM波。上述方案中，所述非电信号包括：温度、光强、转速及转矩。上述方案中，所述功率变换主电路包括：开关器件。上述方案中，所述控制变量包括：电机的电流环、速度环及位置环的控制角度和控制弧度；光伏太阳能电池板接收到的光照温度、光强及最大功率；非线性负载上的电压、电流、有功功率及无功功率；电网上的电压、电流。本专利技术提供了一种电力电子控制仿真系统，所述系统包括：信号采集器，用于采集被测信号，并将所述被测信号转换为模拟电信号；信号调理电路，用于对所述电信号进行放大滤波；数字信号处理器DSP，用于将所述模拟电信号转换为数字电信号，并对所述数字电信号进行运算处理，输出第一路信号、第二路信号及第三路信号；功率驱动电路，用于根据所述第一路信号控制功率变换主电路的开通或关断；上位机，用于实时显示所述DSP对所述数字电信号进行运算处理时的中间过程控制变量值；如此，当硬件系统运行时，上位机与硬件系统是相连的，可将硬件系统的中间过程控制变量传送至上位机上，实时观察中间过程控制变量的值，同时可对中间过程控制变量进行智能算法处理，获取控制结果，并将所述控制结果传送至DSP中，从而实现实时控制的目的；并且，DSP内部控制单元接收到的来自上位机的数据信息为有效信息，降低数据传输包的冗杂，提高数据传输效率。附图说明图1为本专利技术实施例提供的系统的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的电力电子装置的整体结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的电力电子装置的电路图；图4为本专利技术实施例提供的电机的典型三环控制的界面图。具体实施方式为了提高实时传输效率，且能够实时观察中间过程控制变量的值，本专利技术提供了一种电力电子控制仿真系统，所述系统包括：信号采集器，用于采集被测信号，并将所述被测信号转换为模拟电信号；信号调理电路，用于对所述电信号进行放大滤波；数字信号处理器DSP，用于将所述模拟电信号转换为数字电信号，并对所述数字电信号进行运算处理，输出第一路信号、第二路信号及第三路信号；功率驱动电路，用于根据所述第一路信号控制功率变换主电路的开通或关断；上位机，用于实时显示所述DSP对所述数字电信号进行运算处理时的中间过程控制变量值。下面通过附图及具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。本实施例提供一种电力电子控制仿真系统，如图1所示，所述系统包括：信号采集器1、信号调理电路2、数字信号处理器DSP3、功率驱动电路4、功率变换主电路5及上位机6；其中，所述信号采集器1用于采集被测信号及控制变量，并将所述被测信号转换为模拟电信号；这里，所述被测信号为非电信号，所述非电信号包括：光照温度、光强、电机的转速及转矩等。其中，所述信号采集器1包括：传感器。当所述信号采集器1将所述被测信号转换为模拟电信号后，所述信号调理电路2用于对所述模拟电信号进行放大滤波。当所述信号调理电路2将所述模拟电信号进行处理后，所述DSP3通过内部的ADC模块将所述模拟电信号转换为数字电信号，并对所述电信号进行DSP内部控制算法处理，输出第一路信号、第二路信号及第三路信号。其中，所述内部ADC模块为12位，如果采集精度要求较高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力电子控制仿真系统，其特征在于，所述系统包括：信号采集器，用于采集被测信号，并将所述被测信号转换为模拟电信号；信号调理电路，用于对所述模拟电信号进行放大滤波；数字信号处理器DSP，用于将所述模拟电信号转换为数字电信号，并对所述数字电信号进行运算处理，输出至少第一路信号；功率驱动电路，用于根据所述第一路信号控制功率变换主电路的开通或关断；上位机，用于实时显示所述DSP对所述数字电信号进行运算处理时的中间过程控制变量的值。

【技术特征摘要】
1.一种电力电子控制仿真系统，其特征在于，所述系统包括：
信号采集器，用于采集被测信号，并将所述被测信号转换为模拟电信号；
信号调理电路，用于对所述模拟电信号进行放大滤波；
数字信号处理器DSP，用于将所述模拟电信号转换为数字电信号，并对所
述数字电信号进行运算处理，输出至少第一路信号；
功率驱动电路，用于根据所述第一路信号控制功率变换主电路的开通或关
断；
上位机，用于实时显示所述DSP对所述数字电信号进行运算处理时的中间
过程控制变量的值。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述DSP还输出第二路信号；
其中，所述上位机还用于对所述第二路信号进行智能算法处理，获取控制结果，
并将所述控制结果传送至所述DSP中。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述DSP还输出第三路信号；
所述系统还包括：示波器；其中，
所述示波器用于显示所述第三路信号的波形。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述被测信号为数字信号时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆义，王雪芬，王善鑫，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42