电机台架仿真测试建议书目录1公司简介 (3)2电机仿真测试系统概述 (4)2.1电机仿真测试产品概述 (4)2.2系统组成 (4)3设备介绍及技术说明 (6)3.1控制算法开发系统 (6)3.1.1基于模型的控制算法开发系统概述 (6)3.1.2软件开发工具包- DriveSoft (7)3.2控制算法仿真设备 (10)3.2.1信号级仿真设备:MMC HIL BOX (10)3.2.2功率级仿真设备 (11)3.3负载模拟设备:电驱动系统试验台 (14)3.3.1概述 (14)4电机测试系统概述 (14)4.1设计依据 (15)4.2测试项目 (15)4.3运行条件 (16)4.4主要设备说明 (16)4.4.1交流电力测功机功能说明 (16)4.4.2测试台架控制及测量系统 (17)4.4.3机械部分组成 (19)4.4.4测试软件 (21)4.4.5电机测试项目及测试方法 (27)5成功案例列表 (33)5.1MMC-基于模型的电机控制开发平台 (33)1公司简介意昂神州(北京)科技有限公司是一家专业的汽车电子电控技术服务提供商,是国家高新技术企业。
公司成立于2003年,总部设在北京中关村,在上海设有分公司,并在底特律设有技术研发中心。
意昂神州为国内外汽车行业提供世界先进的电子电控系统开发工具,研发与测试一体化解决方案和技术服务。
几年来,我们与数家知名的欧美技术公司建立了长期的合作关系,其中包括:德国大众旗下的IAV汽车工程公司,美国Woodward公司,美国ATI公司,美国Intrepid公司,加拿大D&V公司,日本KGC公司,意大利LOCCIONI公司,德国Vector等。
这种合作让我们及时掌握国际汽车技术的最新发展动态,始终保持市场的领先地位。
我们的技术涵盖:传统动力总成电控系统的开发、仿真、测试与标定和新能源汽车的全方位技术解决方案。
我们的产品包括:HEV-EV动力电机控制开发与测试解决方案,D2P-ECU开发生产一体化解决方案,Sigma HIL Simulator–VCU 硬件在环实时仿真系统,新能源汽车整车优化实时仿真系统,No-Hooks旁路开发平台,电池测试、整车电网噪声仿真系统,柴油机排放控制解决方案,OBD 标定与验证设备,生产线终端ECU刷写系统,车载网络开发测试工具,发动机扭矩测量技术方案,ECU匹配标定系统,整车网络开发,整车道路试验和EMC/EMI光纤通讯系统等。
近年来,我们和国外合作公司时刻保持着通畅的技术交流,并经常派工程师到欧美进行技术学习培训,使我们积累了丰富的工程经验,建立了一只专业的技术团队。
同时,我们也与国内几所知名高校和研究所广泛开展了产学研合作,共同建立了“联合创新实验室”,这些合作将对培养汽车电子电控专业人才发挥实际的作用,对专业教学产生积极的影响,也为我们带来优秀的后备人才。
意昂神州肩负了提升我国汽车电子电控技术自主创新能力的责任,我们将与同行一道为实现由“中国制造”到“中国创造”的重大转变作出贡献。
2电机仿真测试系统概述2.1电机仿真测试产品概述大功率机电耦合机构及驱动电机测试试验台-高速电机仿真测试系统(以下简称“高速电机仿真测试系统”)是集成电机控制算法开发、电机与控制器信号级仿真测试、功率级仿真测试于一身的综合性开发、测试系统。
该系统可实现基于模型的电机控制程序设计与信号级半实物仿真开发,以及实现高速驱动电机控制策略的功率级系统仿真开发;并且可实现负载特性的仿真加载,通过对高速电机性能模拟,完成驱动电机控制器的半实物仿真试验。
系统结构框图如下:图1.高速电机仿真测试系统框图2.2系统组成(1)控制算法开发系统编号名称数量简述2.1 Drivesoft软件开发 1 基于Matlab/Simulink的软包件开发平台2.1.5 PMSM电机控制算法参考模型1 算法开发(2)控制算法仿真设备编号名称数量简述2.2.1 MMC Hil-Box 1台采用DriveSoft软件开发包2.2.2MMC控制器:PM100DZ1台最大功率100KW母线电压 > 700VDC额定电流 150Arpm PM100控制器配套线束1套预充电设备1套2.2.2.6REMY电机:HVH250-90S1台最大功率180KW最大扭矩310Nm最高转速 > 10000rpm电压等级 700VDC电机线束(高低压)1套REMY电机联轴器1套冷却系统及管线1套电机油冷(3)负载模拟设备编号名称数量简述2.3.2 DL交流电力测功机系统1套额定功率200KW2.3.3 直流电源1套ABB电源,用户自备2.3.4 功率分析仪1套用户自备2.3.5 测试台架控制机测量系统1套琴台式操作台,可手动、自动操作整个系统2.3.6 机械部分1套测功机台架的支撑、固定2.3.7 测试软件1套电机性能测试验和数据处理软件(4)负载特性模拟控制器编号名称数量简述2.4 dSPACE1401/1501 1 负载模拟控制器3设备介绍及技术说明3.1控制算法开发系统编号名称数量简述2.1 Drivesoft开发包 1 基于Matlab/Simulink的软件开发平台2.1.5 PMSM电机控制算法参考模型1 算法开发3.1.1基于模型的控制算法开发系统概述本技术方案目的在于为客户提供一个完整的,基于模型的电机控制器开发平台技术方案。
MMC 是目前市场上唯一一款基于Matlab/Simulink 模型的大功率电机驱动开发平台,功率高达100kW,支持浮点与自动代码生成技术,适于于永磁同步,硬件成熟可靠,获多项美国专利,功率密度达16kW/kg。
MMC(Model based Motor Control)基于模型的电机控制算法开发平台,是一款用于新能源汽车电机控制领域的专业开发工具,它采用国外先进成熟的产品作为控制器硬件,以基于模型设计的理念帮助客户完成控制算法开发。
●基于Matlab/Simulink/RTW的软件开发平台,使开发更加灵活。
●底层程序模块化调用,方便使用,缩短开发周期。
●支持电机算法自主开发图2.MMC电机控制器的原型开发与产业化客户可以通过基于模型的开发环境,结合自主的电机控制算法,实现算法设计——模型搭建——代码生成——硬件调试——产品定型的一体式D2P (Development To Production)开发流程,大大缩短产品的开发周期。
图3.MMC电机控制器的原型开发流程3.1.2软件开发工具包- DriveSoftDriveSoft 基于美国RMS公司的PM100 硬件平台和Matlab/Simulink 模型化的软件开发环境,可以无缝对接matlab 2011b软件,是一款集配置Simulink 模型开发库、代码编译,代码下载,数据标定等功能一体的应用软件。
运行DriveSoft 软件将自动生成并加载模型库,提供给开发工程师底层软件的模块封装(I/O 接口、通信接口、内存单元接口等),用于自主的电机控制算法开发应用。
实现基于模型的电机控制算法开发,具备统一的界面。
●实现模型库在simulink中的自动生成加载和Simulink 模型库配置●具有电机控制器硬件资源接口开发模型库,可实现底层软件的模块封装,底层程序模块化调用。
●直接编译并下载到硬件中,同时支持算法的离线仿真●支持BootLoader下载与CCP数据标定●支持标定数据掉电存储和读取。
DriveSoft模块库中共包含13类大功能模块,42个子模块。
图4.DriveSoft软件界面图5.Matlab/Simulink底层模块库3.1.2.1自动代码生成及代码刷写在matlab\simlink环境下,双击build模块可以实现自动代码生成,遵循ANSI C标准,兼容DSP编译环境CCS Studio3.3。
在DriveSoft软件下可以实现代码的编译和下载。
●支持USB刷写●自带刷写软件●界面友好,操作简便易用图6.自动代码生成及代码刷写3.1.2.2CCP标定在模型中添加CCP标定模块可以生成标定文件。
●支持CAN CCP标定●采用ATI VISION软件标定数据●支持标定数据在线修改●支持标定数据掉电存储和读取图P标定过程3.2控制算法仿真设备3.2.1信号级仿真设备:MMC HIL BOX3.2.1.1概述MMC HiL-Box控制器是专门用于电机控制器HiL硬件在环测试的控制器。
MMC HiL-Box与MMC电机控制器基于同一开发平台,软件策略可实现无缝对接,用户可将在MMC电机控制开发平台开发的软件策略直接下载到MMC HiL-Box控制器,进行电机控制器HiL硬件在环测试,无需在进行其他测试条件准备。
MMC HiL-Box主要由软件和硬件两部分组成。
图8.MMC HIL-Box 外形示意图3.2.1.2软件功能• HilBox采用drivesoft软件开发包,功能说明见2.1节;• 支持matlab 2011b软件开发环境,完成算法模型开发;3.2.1.3硬件功能• 处理器芯片采用32位DSP,型号采用TMS320F28335,支持浮点运算;• 具有8路开关量输入通道,6路开关量输出通道;• 具有6路模拟量输入通道,ADC分辨率不低于12位,电压范围0~5V;• 可配置4路专用RTD输入通道(误差±3℃);• 具有6路高/低端PWM驱劢输出通道;• 具有2路CAN2.0通信通道,1路RS232通信通道;• 具有光电编码器/旋变解码电路;• 具有温度、电压、电流检测专用电路,满足温度测量范围0~200℃,电压测量范围0-700V DC,电流测量范围0-150A AC。
3.2.2功率级仿真设备功率级仿真设备由高压电力电子设备(电机控制器)和高速驱动电机(执行机构)组成,可实现控制算法的功率级半实物仿真。
编号名称数量简述2.2.2MMC控制器:PM100DZ1台最大功率100KW母线电压 > 700VDC额定电流 150Arpm PM100控制器配套线束1套预充电设备1套2.2.2.6REMY电机:HVH250-90S1台最大功率180KW最大扭矩310Nm最高转速 > 10000rpm电压等级 700VDC电机线束(高低压)1套REMY电机联轴器1套冷却系统1套电机油冷3.2.2.1PM100控制器概述PM100 产品是专门为电动汽车、混合动力汽车及工业控制设计的一款原型开发与可批量装车的电机控制器。
该电机控制器采用高热流强化散热(已申请专利)设计,外观尺寸和重量大大减小,功率容积率大于25kW/L,功率质量密度大于16kW/kg,且延长了在恶劣环境中的使用寿命。
PM100DZ控制器硬件与信号级仿真设备的控制板采用相同的CPU架构、硬件资源、通信接口,控制代码可直接移植并进行验证。