电机控制设备的功能测试方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机控制设备的测试领域，特别涉及一种电机控制设备的功能测试方法及系统。
【背景技术】
[0002]传统变频器的测试方法是搭建电机测试台架，配合测功机做加载电机。该方法的优点是完全真实的被测环境，常规工况的测试精确度高，但是存在以下问题:(1)测试台架本身占地面积大、成本昂贵；(2)高速旋转的机械部件给试验人员带来了风险；(3)无法进行高转速、电气故障等极限工况试验；(4)对负载电机的控制要求很高；(5)无法方便更换测试电机类型或型号。
[0003]针对上述问题，解决的方法是硬件在环测试(Hardware in the loop,简称“HIL”)技术，通过实时仿真设备模拟电机、功率变换设备和各种电压电流转速等传感器，将真实电机控制板通过I/O接口与实时仿真模型完成信号的闭环交互，该方法可以方便地完成电机控制策略的开发和验证，但是只有信号级的数据交互，而真正的电机控制器不但包含控制板，而是还包含驱动电路和功率电路的整套设备，所以，该测试方法并不能完成真正意义上的电机控制器的测试，只能称之为控制板硬件在环测试(Contrllor hardware in theloop,简称“CHIL”)。到目前为止，还没有对电机控制器进行功率级的测试方法。
【发明内容】
[0004]本发明解决的问题在于提供一种电机控制设备的功能测试方法及系统，能够便捷、快速地构建通用的电机控制设备的功率级测试平台，大大节约测试成本，且具有更高的灵活性和安全性。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电机控制设备的功能测试方法，包含以下步骤:
[0006]通过试验管理子系统将实时仿真子系统中的系统模型设置为工作的初始状态；其中，实时仿真子系统通过输入输出1板卡与功率放大器连接，所述功率放大器与待测试的控制设备电气相连；所述系统模型包含电机模型与工况模型；
[0007]开启所述功率放大器，并在确定所述功率放大器与所述实时仿真子系统连接正确时，通过预设的软件连接待测试的控制设备与所述功率放大器；
[0008]对比所述功率放大器输出的反馈电流信号与所述电机模型的参考电流信号，并在对比结果为不一致时将所述参考电流信号调制为所述电机模型的参考电压信号，且通过预设的软件在所述实时仿真子系统中将系统闭环；
[0009]重新对比所述反馈电流信号与所述参考电流信号，并在对比结果为一致时，根据所述工况模型对所述待测试的控制设备进行功能测试。
[0010]本发明的实施方式还提供了一种电机控制设备的功能测试系统，包含:试验管理子系统、实时仿真子系统和功率放大子系统；
[0011]所述试验管理子系统与所述实时仿真子系统相连，所述实时仿真子系统通过输入输出1板卡与所述功率放大子系统中的功率放大器连接；所述功率放大器与待测试的控制设备电气相连；
[0012]其中，所述试验管理子系统包含:设置模块、开启模块、连接模块、对比模块、调制模块、闭环模块与测试模块；
[0013]所述设置模块，用于将所述实时仿真子系统中的系统模型设置为工作的初始状态；其中，所述系统模型包含电机模型与工况模型；
[0014]所述开启模块，用于开启所述功率放大器；
[0015]所述连接模块，用于在确定所述功率放大器与所述实时仿真子系统连接正确时，通过预设的软件连接待测试的控制设备与所述功率放大器；
[0016]所述对比模块，用于对比所述功率放大器输出的反馈电流信号与所述电机模型的参考电流信号；
[0017]所述调制模块，用于在所述对比模块的对比结果为不一致时，将所述参考电流信号调制为所述参考电压信号，并触发所述闭环模块；
[0018]所述闭环模块，用于将系统闭环，并触发所述对比模块；
[0019]所述测试模块，用于在所述对比模块的对比结果为一致时，根据所述工况模型对所述待测试的控制设备进行功能测试。
[0020]本发明实施方式相对于现有技术而言，是利用试验管理子系统、实时仿真子系统和功率放大子系统构建一电机控制设备的功能测试系统，利用该系统可以对电机控制设备进行功率级测试。具体地说，试验管理子系统中预装有专门的软件，通过预设的软件可以对实时仿真子系统中的系统模型进行初始设置，其中，系统模型包含电机模型与工况模型，也就是，通过试验管理子系统可以方便地设置待测试的电机的类型、型号以及不同的工况，适用性强；而且，由于实时仿真子系统通过输入输出(1)板卡与功率放大器连接，功率放大器与待测试的控制设备电气相连，所以，实时仿真子系统可以通过功率放大器获取待测试的控制设备的功率级数据；在确定功率放大器与实时仿真子系统连接正确且将系统闭环后，便可以对待测试的控制设备进行功能测试。总之，能够便捷、快速地构建通用的电机控制设备的功率级测试平台，大大节约测试成本，具有更高的灵活性和安全性。
[0021]另外，在确定所述功率放大器与所述实时仿真子系统连接正确的步骤中，包含以下子步骤:利用预设的软件监视所述功率放大器输出的反馈电压信号与反馈电流信号；根据监视的结果，判断所述反馈电压信号、所述反馈电流信号是否与所述电机模型的参考电压信号、参考电流信号分别一致；若是，则所述功率放大器与所述实时仿真子系统连接正确，否则，检查并调整连线，直至所述反馈电压信号、所述反馈电流信号与所述参考电压信号、参考电流信号分别一致。
[0022]通过软件监视功率放大器输出的反馈电压信号、反馈电流信号，并与电机模型的参考电压信号、参考电流信号进行对比，根据对比结果来判断功率放大器与实时仿真子系统连接是否正确，既简单方便，又安全。
[0023]另外，在所述对比所述功率放大器输出的反馈电流信号与所述电机模型的参考电流信号的步骤中，包含以下子步骤:所述实时仿真子系统通过分别采样所述功率放大器连接在所述控制设备上电流传感器与电压传感器的信号，获取所述反馈电流信号与反馈电压信号；所述实时仿真子系统根据所述反馈电流信号与反馈电压信号参与解算所述电机模型，获取所述参考电流信号；电流控制器通过判断所述反馈电流信号与所述参考电流信号的波形是否一致对所述反馈电流信号与所述参考电流信号进行对比。通过波形对比获取控制电机模型的参考电压信号，可以避免系统发散，使系统处于稳定状态。
[0024]另外，所述系统模型还包含转速位置传感器模型；在所述根据所述工况模型对所述待测试的控制设备进行功能测试的步骤中，设置所述转速位置传感器模型的参数，并测试所述控制设备的转速控制功能。
[0025]另外，所述系统模型还包含转矩位置传感器模型；在所述根据所述工况模型对所述待测试的控制设备进行功能测试的步骤中，设置所述转矩位置传感器模型的参数，并测试所述控制设备的转矩控制功能。
[0026]另外，所述系统模型还包含电机故障模型；在所述根据所述工况模型对所述待测试的控制设备进行功能测试的步骤中，包含以下子步骤:设置所述电机故障模型的参数，测试所述控制设备应对电机故障功能，并将试验数据保存在所述试验管理子系统；所述试验管理子系统对保存的试验数据进行分析获取测试结果。
[0027]另外，所述系统模型还包含传感器故障模型；在所述根据所述工况模型对所述待测试的控制设备进行功能测试的步骤中，包含以下子步骤:设置所述传感器故障模型的参数，测试所述控制设备应对传感器故障功能，并将试验数据保存在所述试验管理子系统；所述试验管理子系统对保存的试验数据进行分析获取测试结果。
【附图说明】
[0028]图1是根据本发明第一实施方式中的电机控制设备的功能测试方法流程示意图；
[0029]图2是根据本发明第二实施方式中的电机控制设备的功能测试系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0031]本发明的第一实施方式涉及一种电机控制设备的功能测试方法，具体流程如图1所示，包含以下步骤:
[0032]步骤101，通过试验管理子系统中预设的软件将实时仿真子系统中的系统模型设置为工作的初始状态