一种电机rcp板卡的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电机RCP板卡，包括：总线、现场可编辑逻辑门阵列芯片、AD/DA模块、I/O接口、PWM发生模块和解码器；其中：现场可编辑逻辑门阵列芯片与总线连接；AD/DA模块、PWM发生模块和解码器分别与现场可编辑逻辑门阵列芯片连接；解码器分别与I/O接口和AD/DA模块连接；AD/DA模块与I/O接口连接。本实用新型能够实现在电机控制器的设计过程中，不必依靠硬件设计就可以运行算法，直接对被控对象进行控制，在算法设计阶段即可进行效果评估，将评估结果用于指导硬件设计，提高整体设计效率，且还能使得电机RCP板卡的结构紧凑，针对性强、接口丰富齐全。
【专利说明】—种电机RCP板卡
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半实物仿真【技术领域】,更具体地说,涉及一种电机RCP (rapidcontrol prototype,快速控制原型)板卡。
【背景技术】
[0002]电机控制系统需要较为精密的算法实现，在设计过程中需要反复调试。而电机应用范围广阔，可以用于驱动、伺服、发电等功能，电机功率从兆瓦到数瓦甚至更低，电机形式包括同步电机、异步电机、直流电机、交流电机等多种分类。如何控制好电机，是控制学中重要的话题。
[0003]目前，电机控制器的设计过程中，硬件设计和算法设计是分离的，通常是由算法设计者设计控制算法，由硬件设计者设计控制器硬件。由此可以看出，现有技术电机控制器的设计过程中，算法和硬件的分离设计容易造成统合时的兼容问题。算法设计者难以预估硬件消耗和性能要求，硬件设计者也难以对成本进行控制，为完成最终的设计目标，设计过程需要经过对此迭代，设计周期会很长。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型提供一种电机RCP板卡，以实现在电机控制器的设计过程中，不必依靠硬件设计就可以运行算法，直接对被控对象进行控制，在算法设计阶段即可进行效果评估，将评估结果用于指导硬件设计，提高整体设计效率，且还能使得电机RCP板卡的结构紧凑，针对性强、接口丰富齐全。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种电机RCP板卡，包括:总线、现场可编辑逻辑门阵列芯片、AD/DA模块、I/O接口、PWM发生模块和解码器；其中:
[0006]所述现场可编辑逻辑门阵列芯片与所述总线连接；
[0007]所述AD/DA模块、PffM发生模块和解码器分别与所述现场可编辑逻辑门阵列芯片连接；
[0008]所述解码器分别与所述I/O接口和所述AD/DA模块连接；
[0009]所述AD/DA模块与所述I/O接口连接。
[0010]优选地，所述AD/DA模块包括:8路16位的模数转换器和4路16位的数模转换器。
[0011]优选地，所述I/O接口包括:8路数字量输入和16路数字量输出
[0012]优选地，所述解码器包括:旋转变压器、正弦编码器、增量编码器和霍尔传感器；其中:
[0013]所述旋转变压器和正弦编码器分别与所述AD/DA模块连接；
[0014]所述增量编码器和霍尔传感器分别与所述I/O接口连接。
[0015]从上述的技术方案可以看出，本实用新型公开的一种电机RCP板卡，通过在板卡中设计总线、现场可编辑逻辑门阵列芯片、AD/DA模块、I/O接口、PWM发生模块和解码器，能够使得电机RCP板卡结构紧凑、针对性强、接口丰富齐全，且具有通用性，使得在电机控制器的设计过程中，不必依靠硬件设计就可以运行算法，直接对被控对象进行控制，在算法阶段即可对控制效果进行评估，根据评估结果指导硬件设计，从而提高电机控制器的整体设计效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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他的附图。
[0017]图1为本实用新型公开的一种电机RCP板卡的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0019]本实用新型实施例公开了一种电机RCP板卡，以实现在电机控制器的设计过程中，不必依靠硬件设计就可以运行算法，直接对被控对象进行控制，在算法设计阶段即可进行效果评估，将评估结果用于指导硬件设计，提高整体设计效率，且还能使得电机RCP板卡的结构紧凑，针对性强、接口丰富齐全。
[0020]如图1所示，一种电机RCP板卡，包括:总线、现场可编辑逻辑门阵列芯片、AD/DA模块、I/o接口、PWM发生模块和解码器；其中:
[0021]现场可编辑逻辑门阵列芯片与总线连接；
[0022]AD/DA模块、PWM发生模块和解码器分别与现场可编辑逻辑门阵列芯片连接；
[0023]解码器分别与I/O接口和AD/DA模块连接；
[0024]AD/DA模块与I/O接口连接。
[0025]本实用新型公开的一种电机RCP板卡，通过在板卡中设计总线、现场可编辑逻辑门阵列芯片、AD/DA模块、I/O接口、PWM发生模块和解码器，能够使得电机RCP板卡结构紧凑、针对性强、接口丰富齐全，且具有通用性，使得在电机控制器的设计过程中，不必依靠硬件设计就可以运行算法，直接对被控对象进行控制，在算法阶段即可对控制效果进行评估，根据评估结果指导硬件设计，从而提高电机控制器的整体设计效率。
[0026]本电机RCP板卡的核心为现场可编辑逻辑门阵列芯片，能够适应于多种总线接口开发，所有的核心数据均由现场可编辑逻辑门阵列芯片进行处理。因此，针对不同的上位机可以开发不同的总线接口，用于实现上位机对电机RCP板卡的控制以及上位机对所有数据的采集监控。本电机RCP板卡与上位机的通讯方式可以采用多种方式，常见的有cPC1、USB等。其中，采用cPCI通讯时，cPCI桥芯片可以采用型号为PCI9030的cPCI桥芯片。
[0027]具体的，上述的现场可编辑逻辑门阵列芯片可采用型号为XC6SLX150的现场可编辑逻辑门阵列芯片。
[0028]具体的，上述的AD/DA模块包括:8路16位的模数转换器和4路16位的数模转换器;其中:
[0029]所述模数转换器的时钟频率为1MHz，输入电压的范围为-1OV到10V，具体可以采用芯片型号为ADS8363的模数转换器；
[0030]所述数模转换器的时钟频率为1.3MHz，输出电压的范围为-1OV到10V，具体可以采用芯片型号为AD5061的数模转换器。
[0031]具体的，上述的I/O接口包括:8路数字量输入和16路数字量输出；其中:
[0032]所述数字量输入的时钟频率为20MHz，输出电压为5V ；
[0033]所述数字量输出的时钟频率为20MHz，输出电压为5V。
[0034]具体的，上述的解码器包括:旋转变压器、正弦编码器、增量编码器和霍尔传感器；其中:
[0035]所述旋转变压器和正弦编码器分别与所述AD/DA模块连接，具体的旋转变压器可采用芯片型号为AD2S1210的旋转变压器；
[0036]所述增量编码器和霍尔传感器分别与所述I/O接口连接。
[0037]下面以将本实用新型公开的电机RCP板卡用于永磁同步电机的半实物仿真控制为例，对本实用新型公开的电机RCP板卡的工作原理作详细的描述。
[0038]具体的，在永磁同步电机的半实物仿真控制系统中，包括电机RCP板卡、实时仿真软硬件系统和上位机三个部分。电机RCP板卡通过与实时仿真软硬件系统结合，形成一套半实物仿真系统，构成快速控制原型机，电机RCP板卡的算法在实时仿真软硬件系统的CPU中运行，实时仿真软硬件系统通过总线调用电机RCP板卡上电机专用接口资源，并利用上位机软件在线监控系统中的信号，同时通过总线与电极RCP板卡进行通讯。
[0039]具体的，电机RCP板卡通过对旋转变压器、正弦编码器、增量编码器和霍尔传感器的进行解码，获取永磁同步电机的转子位置和转速信息。电机RCP板卡通过AD/DA模块采集永磁同步电机的定子电压或定子电流信号。通过电机RCP板卡中的PWM发生模块输出PWM信号，控制永磁同步电机中逆变器中电力电子开关器件，从而达到控制永磁同步电机的目的。
[0040]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0041]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种电机RCP板卡，其特征在于，包括:总线、现场可编辑逻辑门阵列芯片、AD/DA模块、I/o接口、PWM发生模块和解码器；其中: 所述现场可编辑逻辑门阵列芯片与所述总线连接； 所述AD/DA模块、PWM发生模块和解码器分别与所述现场可编辑逻辑门阵列芯片连接； 所述解码器分别与所述I/O接口和所述AD/DA模块连接； 所述AD/DA模块与所述I/O接口连接。
2.根据权利要求1所述的电机RCP板卡，其特征在于，所述AD/DA模块包括:8路16位的模数转换器和4路16位的数模转换器。
3.根据权利要求1所述的电机RCP板卡，其特征在于，所述I/O接口包括:8路数字量输入和16路数字量输出。
4.根据权利要求1的所述的电机RCP板卡，其特征在于，所述解码器包括:旋转变压器、正弦编码器、增量编码器和霍尔传感器；其中: 所述旋转变压器和正弦编码器分别与所述AD/DA模块连接； 所述增量编码器和霍尔传感器分别与所述I/O接口连接。
【文档编号】G06F17/50GK203561994SQ201320774679
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】曹竣, 倪元鸿, 王新攀 申请人:北京经纬恒润科技有限公司