Easygo信號(hào)級(jí)電驅(qū)控制測(cè)試應(yīng)用案例

一、應(yīng)用背景

過(guò)去，機(jī)械系統(tǒng)主要依賴于傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)方式，如皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等。然而，這些傳統(tǒng)傳動(dòng)方式存在效率低下、精度有限和維護(hù)成本高等問(wèn)題。隨著電力技術(shù)和電子技術(shù)的進(jìn)步，電驅(qū)系統(tǒng)開(kāi)始嶄露頭角。

電驅(qū)系統(tǒng)利用電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)電氣信號(hào)和電力傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的精確和可控制動(dòng)。這種系統(tǒng)具有高效性、可靠性和靈活性的優(yōu)勢(shì)。

▍電子技術(shù)的發(fā)展

半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步和電子器件成本的降低促進(jìn)了電子設(shè)備和電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展。先進(jìn)的電子元件和集成電路的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)精確的電動(dòng)機(jī)控制和關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)測(cè)。

▍自動(dòng)化需求的提高

現(xiàn)代工業(yè)對(duì)精確控制和自動(dòng)化生產(chǎn)的需求日益增長(zhǎng)。電驅(qū)系統(tǒng)的出現(xiàn)能夠滿足高精度、高速度和復(fù)雜工藝的自動(dòng)化要求，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

▍能源節(jié)約和環(huán)保要求

電驅(qū)系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)方式具有更高的能源利用效率，可以節(jié)約能源和降低對(duì)環(huán)境的影響。面對(duì)資源緊缺和環(huán)境保護(hù)的需求，電驅(qū)系統(tǒng)逐漸得到廣泛應(yīng)用。

▍控制技術(shù)的突破

先進(jìn)的控制算法和控制策略的發(fā)展為電驅(qū)系統(tǒng)提供了更大的控制靈活性和性能優(yōu)化的可能。

二、發(fā)展趨勢(shì)

隨著新能源汽車(chē)的熱潮，以及實(shí)現(xiàn)雙碳經(jīng)濟(jì)的總目標(biāo)不變，電驅(qū)系統(tǒng)也迎來(lái)了爆發(fā)式發(fā)展。

▍電池技術(shù)的改進(jìn)

隨著鋰離子電池等電池技術(shù)的不斷進(jìn)步，電驅(qū)系統(tǒng)的續(xù)航能力得到了大幅提升。未來(lái)，預(yù)計(jì)電池的能量密度將進(jìn)一步提高，充電速度加快，成本進(jìn)一步降低，這將使電驅(qū)系統(tǒng)在汽車(chē)、航空、航天等領(lǐng)域更具競(jìng)爭(zhēng)力。

▍高效電機(jī)的發(fā)展

電驅(qū)系統(tǒng)的核心是電機(jī)。隨著高效、緊湊型電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，電驅(qū)系統(tǒng)的功率密度將不斷提高，同時(shí)也能夠提供更高的扭矩輸出。這將使得電驅(qū)系統(tǒng)在提供動(dòng)力的同時(shí)，減少能量損失，提高能源利用效率。

▍充電基礎(chǔ)設(shè)施的完善

為推動(dòng)電驅(qū)系統(tǒng)的發(fā)展，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)至關(guān)重要。未來(lái)，預(yù)計(jì)將會(huì)有更多的充電樁建設(shè)，并且充電速度將會(huì)得到進(jìn)一步提高。此外，還可能出現(xiàn)更為便捷的無(wú)線充電技術(shù)，使充電更為便利。

▍智能化和自動(dòng)化的融合

電驅(qū)系統(tǒng)與智能化、自動(dòng)化技術(shù)的融合將產(chǎn)生新的發(fā)展趨勢(shì)。例如，通過(guò)人工智能和數(shù)據(jù)分析，可以實(shí)現(xiàn)電驅(qū)系統(tǒng)的智能化管理和優(yōu)化控制，從而提高能源利用效率，并提供更好的駕駛體驗(yàn)。

▍多領(lǐng)域應(yīng)用的拓展

電驅(qū)系統(tǒng)不僅在汽車(chē)領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展前景，還在航空、船舶、工業(yè)等領(lǐng)域有著潛力。預(yù)計(jì)未來(lái)將會(huì)有更多的領(lǐng)域開(kāi)始采用電驅(qū)系統(tǒng)，以減少對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的依賴，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

總體來(lái)說(shuō)，電驅(qū)系統(tǒng)將會(huì)在電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、充電基礎(chǔ)設(shè)施、智能化和自動(dòng)化等方面持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)更高效、更智能、更可持續(xù)的能源利用，推動(dòng)電動(dòng)化進(jìn)程。

三、電驅(qū)控制測(cè)試系統(tǒng)

電驅(qū)控制系統(tǒng)是指利用電控技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制的系統(tǒng)。它主要由電動(dòng)機(jī)、傳感器、電源、控制器和通信接口等組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度、轉(zhuǎn)向、位置等參數(shù)的控制和調(diào)節(jié)。

電驅(qū)控制測(cè)試系統(tǒng)是為了評(píng)估和驗(yàn)證電驅(qū)控制系統(tǒng)的性能和功能而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。它可以模擬真實(shí)的工作場(chǎng)景，對(duì)電驅(qū)系統(tǒng)進(jìn)行各種測(cè)試和分析，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。

電驅(qū)控制測(cè)試系統(tǒng)主要包括的以下一些關(guān)鍵組件和功能：

①電機(jī)驅(qū)動(dòng)器：用于模擬電驅(qū)系統(tǒng)中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩和位置等參數(shù)，并提供反饋信號(hào)。

②傳感器：用于采集電驅(qū)系統(tǒng)的各種參數(shù)，例如電流、電壓、轉(zhuǎn)速、溫度等，以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)和性能。

③軟件界面：為用戶提供友好的操作界面，使其能夠?qū)y(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行配置、控制和監(jiān)測(cè)，并記錄和分析測(cè)試數(shù)據(jù)。

④負(fù)載仿真器：模擬實(shí)際工作環(huán)境中的負(fù)載條件，確保電驅(qū)系統(tǒng)在各種工作負(fù)載下的性能和穩(wěn)定性。

⑤故障注入功能：用于模擬電驅(qū)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障情況，以評(píng)估系統(tǒng)的容錯(cuò)性和可靠性。

⑥數(shù)據(jù)記錄與分析：對(duì)測(cè)試過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，評(píng)估電驅(qū)系統(tǒng)的性能指標(biāo)，比如能效、響應(yīng)時(shí)間和控制精度等。

基于半實(shí)物仿真的電驅(qū)控制系統(tǒng)測(cè)試

電驅(qū)控制測(cè)試系統(tǒng)可以幫助開(kāi)發(fā)人員驗(yàn)證電驅(qū)系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，在各種條件下進(jìn)行性能測(cè)試和故障分析，以確保電驅(qū)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性。

而基于半實(shí)物仿真支持任意拓?fù)淠Ｐ痛罱ㄇ腋叨染_的特點(diǎn)，可以確保其在實(shí)際應(yīng)用中能夠安全、可靠地工作，并滿足各種應(yīng)用場(chǎng)景的需求。采用HIL半實(shí)物硬件在環(huán)進(jìn)行電驅(qū)控制系統(tǒng)測(cè)試已逐漸成為主流趨勢(shì)。

EasyGo采用基于純FPGA的HIL實(shí)時(shí)仿真器，可以幫助企業(yè)工程師進(jìn)行如下電驅(qū)控制系統(tǒng)半實(shí)物仿真研究和測(cè)試：

▍各類(lèi)電驅(qū)系統(tǒng)功率電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用的研究

▍電驅(qū)系統(tǒng)在不同負(fù)載條件下的穩(wěn)定性和可靠性工況測(cè)試

▍新型控制算法的性能驗(yàn)證

▍研究多個(gè)電機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制策略

下圖為新能源汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)的一種常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

四、基于EasyGo的解決方案

1 基于NetBox的電驅(qū)控制測(cè)試系統(tǒng)

基于NetBox超快的FPGA計(jì)算精度，可將電機(jī)，變換器等功率電力電子電路拓?fù)淠Ｐ筒糠诌\(yùn)行在FPGA上，利用豐富的IO接口可實(shí)現(xiàn)變流器控制對(duì)接閉環(huán)測(cè)試，實(shí)時(shí)仿真步長(zhǎng)可做到1us。

2 與傳統(tǒng)電驅(qū)控制測(cè)試系統(tǒng)的區(qū)別

3 產(chǎn)品特色

01 開(kāi)發(fā)模式友好，展示直觀

基于圖形化建模電機(jī)，電力電子電路拓?fù)?，方便?jiǎn)單，無(wú)需自己寫(xiě)底層模型數(shù)學(xué)方程函數(shù)。

02 無(wú)需重復(fù)編譯，便捷調(diào)參

模型任意搭建無(wú)需進(jìn)行FPGA編譯即可下載運(yùn)行，實(shí)時(shí)在線調(diào)參，實(shí)時(shí)性可達(dá)百ns級(jí)別。

03 拓展靈活

可滿足電力電子拓?fù)淙我獯罱?，多電機(jī)等發(fā)展趨勢(shì)要求，模型開(kāi)源，避免黑盒子工程

04 高自主，選擇多樣性

全國(guó)產(chǎn)自研，供貨周期短，性價(jià)比高，并提供需求定制服務(wù)。

審核編輯：劉清