一种基于代码生成的实时运动控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种基于代码生成的实时运动控制方法及装置，涉及自动化控制技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种基于代码生成的实时运动控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及自动化控制
，尤其涉及一种基于代码生成的实时运动控制方法及装置
。

技术介绍

[0002]代码生成技术能够对用户搭建的模型进行自动编译并自动生成可执行的
C
代码文件，通过代码生成技术，使得开发者可以无需掌握目标控制器的开发编程语言或程序结构，仅需要将精力集中在系统的数学模型搭建
。
因此，通过利用代码生成技术可以减少工程人员的知识储备要求，减少开发周期以及资金投入，大幅提高工作效率
。
[0003]对永磁同步电机的运动控制，往往需要建立电机的运动控制模型，如电流环模型
、
电流速度双闭环模型
、
电流速度位置三闭环模型等，并通过对控制算法调参的方式进行软件仿真，观察控制效果，进而进行实机测试
。
而在这个过程中，需要编写大量的代码程序，以至于在实际研发过程中，编写代码的工作往往占用了科研人员最多的时间，并且编程过程中也需要对技术人员的经验和知识储备有所要求，人工成本高
、
效率也低
。
[0004]因此，如何将代码生成方案应用在永磁同步电机的运动控制的建模以及调试中，成为了需要研究的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的实施例提供一种基于代码生成的实时运动控制方法及装置，能够将代码生成方案应用在永磁同步电机的运动控制的建模以及调试中，可以减少开发成本和对技术人员的知识储备要求，又可以提高项目开发效率
。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术的实施例提供的方法，包括：
[0008]S1、
获取传感器信息并建立电流环模型，其中，部署在电机模块
(4)
中的传感器包括：电流传感器和位置传感器，电机模块
(4)
中包括永磁同步电机，所述传感器信息包括电流信息和位置信息；
[0009]S2、
利用所述传感器信息和所述电流环模型，建立所述永磁同步电机的电流速度双闭环运动控制模型；
[0010]S3、
为所述电流速度双闭环运动控制模型，配置接口硬件，并自动生成模型运行代码；
[0011]S4、
将所生成的模型运行代码下载到
DSP
板卡
(2)
中运行
。
[0012]第二方面，本专利技术的实施例提供的装置，包括：上位机
(1)、DSP
板卡
(2)、
信号处理板卡
(3)、
电机模块
(4)
和电源模块
(5)
；
[0013]上位机
(1)
运行
MATLAB
并建立
Simulink
模型
(1
‑
1)
，所建立的永磁同步电机电流速度双闭环运动控制模型导入
Simulink
模型
(1
‑
1)
；
[0014]电机模块
(4)
的运动控制算法通过
Simulink
建模的方式在上位机
(1)
中编写，并在
自动生成代码后下载到
DSP
板卡
(2)
中运行，同时上位机
(1)
中的电流速度双闭环运动控制模型进入实时运行状态；
[0015]在上位机
(1)
与
DSP
板卡
(2)
建立实时通信后，调整上位机
(1)
中实时运行的电流速度双闭环运动控制模型的模型参数，并将所调整的参数实时传输至
DSP
板卡
(2)
中，
DSP
板卡
(2)
接受所调整的参数后通过信号处理板卡
(3)
获取电机模块
(4)
当前的运行数据，并反馈给上位机
(1)
；
[0016]上位机
(1)
与
DSP
板卡
(2)
通过
UART
串行数据总线连接，上位机
(1)
还通过
JTAG
接口向
DSP
中下载程序代码；
[0017]DSP
板卡
(2)
与信号处理板卡
(3)
通过
DC3
‑
16P
接口用信号线连接；
[0018]信号处理板卡
(3)
与电机模块
(4)
通过
DB9
接口用信号线相连，信号处理板卡
(3)
通过接线端子用端子线连接电机模块
(4)。
[0019]本专利技术实施例提供的基于代码生成的实时运动控制方法及装置，通过利用代码生成工具，实现了从模型到代码的自动转化，跳过了根据模型人工编写控制器代码的过程，使得开发人员无需掌握控制器编程技能即可实现实机调试，大幅减少了开发周期，提高开发效率
。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图
。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的基于代码生成的实时运动控制装置的原理简图；
[0022]图2为本专利技术实施例提供的电流速度双闭环运动控制系统示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例提供的分数阶
PI
λ
控制器的动态结构图；
[0024]图4为本专利技术实施例提供的代码自动生成流程示意图
。
[0025]图5为本专利技术实施例提供的方法流程示意图
。
具体实施方式
[0026]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述
。
下文中将详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件
。
下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制
。
本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式
。
应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征
、
整数
、
步骤
、
操作
、
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于代码生成的实时运动控制方法，其特征在于，包括：
S1、
获取传感器信息并建立电流环模型，其中，部署在电机模块
(4)
中的传感器包括：电流传感器和位置传感器，电机模块
(4)
中包括永磁同步电机，所述传感器信息包括电流信息和位置信息；
S2、
利用所述传感器信息和所述电流环模型，建立所述永磁同步电机的电流速度双闭环运动控制模型；
S3、
为所述电流速度双闭环运动控制模型，配置接口硬件，并自动生成模型运行代码；
S4、
将所生成的模型运行代码下载到
DSP
板卡
(2)
中运行
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制方法应用于一种基于代码生成的实时运动控制装置，所述装置包括：上位机
(1)、DSP
板卡
(2)、
信号处理板卡
(3)、
电机模块
(4)
和电源模块
(5)
；在
S3
中，所配置的接口硬件包括：上位机
(1)
与
DSP
板卡
(2)
通过
UART
串行数据总线连接，上位机
(1)
还通过
JTAG
接口向
DSP
中下载程序代码；
DSP
板卡
(2)
与信号处理板卡
(3)
通过
DC3
‑
16P
接口用信号线连接；信号处理板卡
(3)
与电机模块
(4)
通过
DB9
接口用信号线相连，信号处理板卡
(3)
通过接线端子用端子线连接电机模块
(4)。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在
S1
中，所述建立电流环模型，包括：读取所述永磁同步电机的三相电流信息和电机位置信息，并分别进行
Clarke
变换和
Park
变换，得到所述电流环模型；其中，对所述三相电流信息进行
Clarke
变换，从而将三相电流坐标变换为两相电流坐标；对所述电机位置信息进行
Park
变换，得到转子旋转方向上的电流
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电流环模型中的主要计算模型包括：
Clarke
变换
、Park
变换
、
反
Clarke
变换和反
Park
变换计算模型；所述电流环模型被运行的过程中，包括：根据
D、Q
轴电流的给定值与实际值做差，得出控制偏差后，利用所述
Clarke
变换矩阵和所述
Park
变换矩阵分别进行反变换处理，得到反
Clarke
矩阵和反
Park
矩阵，将控制目标还原为三相电流，从而通过
SVPWM
以及功率驱动电路驱动电机运行
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在进行
Clarke
变换的过程中包括：建立所述永磁同步电机的
A、B、C
三相电流
I
A
、I
B
、I
C
的坐标与
α
、
β
两相电流
I
α
、I
β
的坐标的变换关系：再根据所述变换关系确定
Clarke
变换矩阵为：
在进行
Park
变换的过程中包括：通过
Park
变换获得所述永磁同步电机的的转子旋转方向上的电流，包括
D
轴和
Q
轴方向上的电流
I
d
、I
q
，其中，
D
轴为平行于转子方向的轴，
Q
轴为垂直于转子方向的轴，
θ
为转子当前转动的角度，并且进一步建立
Park
变换矩阵为
6.
根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，在
S2
中，包括：优化分数阶速度控制算法，得到改进的传递函数
G(s)
，其中，
G(s)
＝
C(s)
×
C
’
(s)
×
P(s)
，
C
’
(s)
表示所串入的优化校正环节，
C
’
(s)
＝
1+
τ
s
，
s
指积分环节，
τ
表示时间常数，
T
表示时间常数；
K
P
、K
I
分别为比例增益和积分增益，
λ
为分数阶积分阶次，
K
＝1；利用改进的传递函数
G(s)
，建立所述永磁同步电机的电流速度双闭环运动控制模型，包括：包括：包括：其中，
B、C
分别表示2个中间参数，
ω
c
表示截止频率
。7.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，上位机
(1)
运行
MATLAB
并建立
Simulink
模型
(1
‑
1)
，所建立的永磁同步电机电流速度双闭环运动控制模型导入
Simulink
模型
(1
‑
1)
；电机模块
(4)
的运动控制算法通过
Simulink
建模的方式在上位机
(1)
中编写，并在自动生成代码后下载到
DSP
板卡
(2)
中运行，同时上位机
(1)
中的电流速度双闭环运动控制模型进入实时运行状态；在上位机
(1)
与
DSP
板卡
(2)
建立实时通信后，调整上位机
(1)
中实时运行的电流速度双闭环运动控制模型的模型参数，并将所调整的参数实时传输至
DSP
板卡
(2)
中，
DSP
板卡
(2)
接受所调整的参数后通过信号处理板卡
(3)
获取电机模块
(4)
当前的运行数据，并反馈给上位机
(1)。
8.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在

【专利技术属性】
技术研发人员：肖之鹏，高茂刚，赵东，高利伟，黄家才，
申请(专利权)人：上海维宏电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：