的数据收发和处理功能。带硬核处理器的可编程逻辑器件目前市场上有多种芯片可以选择。Xilinx公司的带有高速收发器的Zynq系列XC7Z015，XC7Z035和XC7Z045都可以满足设计要求。
[0055]所述燃机油门执行器模拟器包括三个电机执行器的单相等效电路、由三个A/D转换器集成的数据采集模块和编码模块;三个A/D转换器分别采集三个电机执行器的单相等效电路中的信号，输入至编码模块；
[0056]本实施方式中的单相等效电路包括电机定子的等效电感L1、电机定子的等效电阻R1、电机转子的等效电感L2、电机转子的等效电阻R2、铁耗的等效电感LS、铁耗的等效电阻RS、等效负载RL和取样电阻R，如图2所示；
[0057]等效电感LI的一端与等效电阻Rl的一端连接，等效电阻Rl的另一端与等效电阻RS的一端和等效电感L2的一端同时连接，等效电感L2的另一端与等效电阻R2的一端连接，等效电阻R2的另一端与等效负载RL的滑动端连接，等效负载RL的固定端与取样电阻R的一端连接，等效电阻RS的另一端与等效电感LS的一端连接，取样电阻R的另一端与等效电感LS的另一端同时接电源地;等效电感LI的另一端与电源地之间输入油门控制器的控制信号。
[0058]每个A/D转换器同时米集取样电阻R的电压信号和等效负载RL的电压信号同时输入至编码模块，编码模块对取样电阻R的电压信号和等效负载RL的电压信号进行编码后获得油门执行器的位置和转速及负载大小，
[0059]转速和位置是由燃机油门执行器模拟器编码模块对取样电阻的电压信号进行处理得到的，大小不同的电压信号对应执行器不同的位置，通过检测采样信号的大小得到执行器当前的位置，通过对一个时间段内采样信号的大小变化进行检测得到速度信息；
[0060]编码模块通过AXIe接口将油门执行器的位置和转速及负载大小发送至上位机和油门控制器。
[0061]本实施方式中上位机判断油门执行器是处于正常工作状态、过载状态或故障状态:
[0062]正常工作状态:A/D转换器对各相电路中的取样电阻R电压进行采集，得到执行器模拟器各相电流信息，经过编码模块编码后，通过AXIe总线传送到上位机显示对应执行器的位置信息。
[0063]过载状态:用于模拟负载过大的情况。在编码模块内部设置阈值检测模块，当检测至IJA/D转换结果超限，即负载电流过大时，即点亮相应LED报警。
[0064]故障状态:用于模拟油门控制器控制信号超限的情况。在单相等效电路前添加保险，检测到油门控制器电流过大时，保险熔断，相应LED点亮并报警。
[0065]如图3所示，AXIe接口和编码模块采用同一个FPGA实现，数据采集模块和执行器模拟器三相等效电路设置在FMC夹层板上，数据采集模块通过FMC接口与编码模块通信。
[0066]本实施方式还包括存储器，在FPGA设置存储器接口；
[0067]本实施方式的上位机上设置上位机接口:上位机接口同时支持由LAN总线与PCIe总线接口，支持对设备进行远程监控。
[0068]本实施方式还包括电源模块:电源模块由AXIe接口电源和核心电源模块组成。
[0069]AXIe 接口电源选用 ERICSSON 公司的 PHM328PDALA 和 BMR4562005，完成背板 48V 电压到12V的转换，并为各模块提供最大33A的电流，满足执行器模拟器的大功率需求。
[0070]核心电源模块选用TI公司的UCD9248PFC，配合PTD08D210W产生各模块需要的电压，为整个系统供电。
【主权项】
1.一种AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，其特征在于，所述模拟装置包括协议接口、燃机油门执行器模拟器和上位机； 协议接口包括AXIe接口和RS422接口 ； RS422接口，用于实现燃机油门执行器模拟器实时将油门执行器的位置和转速及负载大小发送至油门控制器； AXIe接口，用于实现上位机与燃机油门执行器模拟器之间的通信； 所述AXIe接口支持PCIe和LAN通信，并具有符合AXIe规范的定时与同步、触发的功能； 燃机油门执行器模拟器，用于模拟油门执行器，根据油门控制器的控制信号，实时获得油门执行器的位置和转速及负载大小； 上位机，用于根据燃机油门执行器模拟器的位置和转速及负载大小，判断油门执行器是处于正常工作状态、过载状态或故障状态。2.根据权利要求1所述的AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，其特征在于，所述AXIe接口包括PCIe接口、LAN接口、定时与同步、触发接口和地址总线接口。3.根据权利要求2所述的AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，其特征在于，所述PCIe接口，由高速收发器和可编程逻辑器件组成； 高速收发器，实现PCIe接口的物理层，在发送时将并行数据转换成串行差分信号发送给PCIe总线，接收时将高速串行差分信号转换成并行本地总线信号； 可编程逻辑器件，实现对转换成的并行本地总线信号的收发和处理。4.根据权利要求2所述的AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，其特征在于，所述LAN接口由PHY芯片与硬核处理器两部分组成； PHY芯片，用于实现LAN协议物理层功能的核心器件，在发送时将本地总线信号转换成千兆以太网信号送入网线，在接收时将网线上的信号转换成本地总线信号； 硬核处理器，实现对转换成的并行本地总线信号的收发和处理。5.根据权利要求2所述的AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，其特征在于，所述定时与同步、触发接口通过可编程逻辑器件实现。6.根据权利要求2所述的AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，其特征在于，所述地址总线接口通过可编程逻辑器件实现。7.根据权利要求3-6任意一项所述的AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，其特征在于，所述燃机油门执行器模拟器包括执行器模拟器三相等效电路、数据采集模块和编码模块； 油门控制器的控制信号输入至执行器模拟器三相等效电路中，数据采集模块采集执行器模拟器三相等效电路中的等效负载和取样电阻的电压信号； 数据采集模块采集的取样电阻的电压信号和等效负载的电压信号同时输入至编码模块，编码模块对取样电阻的电压信号和等效负载的电压信号进行编码后获得油门执行器的位置和转速及负载大小，且通过AXIe接口发送至上位机，同时将获得油门执行器的位置和转速及负载大小通过RS422接口发送至油门控制器。8.根据权利要求7所述的AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，其特征在于，所述执行器模拟器三相等效电路中的单相等效电路包括电机定子的等效电感L1、电机定子的等效电阻R1、电机转子的等效电感L2、电机转子的等效电阻R2、铁耗的等效电感LS、铁耗的等效电阻RS、等效负载RL和取样电阻R; 等效电感LI的一端与等效电阻Rl的一端连接，等效电阻Rl的另一端与等效电阻RS的一端和等效电感L2的一端同时连接，等效电感L2的另一端与等效电阻R2的一端连接，等效电阻R2的另一端与等效负载RL的滑动端连接，等效负载RL的固定端与取样电阻R的一端连接，等效电阻RS的另一端与等效电感LS的一端连接，取样电阻R的另一端与等效电感LS的另一端同时接电源地； 等效电感LI的另一端与电源地之间输入油门控制器的控制信号。9.根据权利要求8所述的AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，其特征在于，所述数据采集模块采用三个A/D转换器实现，每个A/D转换器同时采集单相等效电路中的等效负载RL的电压和取样电阻R的电压。10.根据权利要求7或9所述的AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，其特征在于，所述AXIe接口和编码模块采用同一个FPGA实现，数据采集模块和执行器模拟器三相等效电路设置在FMC夹层板上，数据采集模块通过FMC接口与编码模块通信。
【专利摘要】AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，涉及AXIe接口燃机油门执行器的模拟。为了解决采用仿真的油门执行器模拟器的模拟效果不好的问题。本发明包括燃机油门执行器模拟器、上位机、AXIe接口和RS422接口；RS422接口，用于实现燃机油门执行器模拟器将油门执行器的位置和转速及负载大小发送至油门控制器；AXIe接口，用于实现上位机与燃机油门执行器模拟器之间的通信；油门执行器模拟器，用于模拟油门执行器，根据油门控制器的控制信号，实时获得油门执行器的位置和转速及负载大小；上位机，用于根据燃机油门执行器模拟器的位置和转速及负载大小，判断油门执行器是处于正常工作状态、过载状态或故障状态。它用于检测油门控制器。
【IPC分类】F02D11/10
【公开号】CN105673213
【申请号】CN201610045394
【发明人】付平, 凤雷, 冯收, 刘彬, 姜海, 马瑞, 吴文君, 贾现召, 于鸿杰
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月22日