轮毂电机综合性能测试分析平台

2022-05-06

产品概述

轮毂电机综合性能测试分析平台由带编码器和霍尔传感器的轮毂伺服电机、力矩传感器、磁粉制动器、伺服驱动器、计算机软件组成，可以进行FOC磁场定向控制、SVPWM三相电流和逆变控制、电流闭环、速度闭环和位置闭环等算法的研究，也可以对电机的机械特性进行测量和分析的综合平台。

软件部分是基于模型设计（ MBD：Model Based Design）的快速控制原型开发系统的工程设计方法，采用MATLAB/Simulink进行开发，能实现自动代码生成，实现电机的电流，速度和位置闭环的实时控制，拥有计算机监控界面，能在线调节控制参数和保存采集的数据。代码开源，支持二次开发，既可以作为《电机拖动与控制》、《自动控制原理》、《伺服电机与驱动技术》、《现代永磁同步电机控制原理及MATLAB 仿真》等课程配套实验平台，也可以作为教师科研平台，进行电机驱动、动力学控制等电机高级控制算法的研究。

产品特点

1.桌面式的轮毂伺服电机驱动器开发和带高性能扭矩传感器的性能测试平台；

2.基于模型设计（MBD：Model Based Design）的快速控制原型开发系统的工程设计方法，基于嵌入式（TI TMS320F28335和TMS320F28069）和MATLAB/Simulink进行开发；

3.完整的硬件、软件实验环境，提供全开放式的软硬件接口，丰富的可扩展性；

4.支持FOC、SVPWM、电流环、速度环、位置环等电机驱动和控制算法；

5.自动生成代码，变量在线观测、参数自动保存、参数在线修改等功能；

6.提供丰富的TI DSP的原理、开发与应用知识案例。

二、开发概图

开发流程图

Simulink控制模型图

三、适配教材

《电机学》《单片机原理及应用》

《电机拖动与控制》《MATLAB建模与仿真》

《电力电子技术》《电机及电力拖动基础》

《伺服电机与驱动技术》

四、实验内容

轮毂电机综合性能测试分析平台	开环实验
	电流闭环实验
	速度闭环实验
	空载位置闭环实验
	T-N特性曲线实验

五、性能指标

组件名称	主要技术参数指标
轮毂电机	电机额定功率	500W
	电机额定电压	24-48V
	电机额定电流	20A
	电机额定转速	200rpm
磁粉制动器	转矩	0-50N*m
	电流	0-2.4A
	允许滑差功率	700W
	重量	14.5kg
扭力传感器	量程	50N*m
	灵敏度	1.5±10% mV / V
	零点输出	±2% F.S.
	非线性	±0.1，0.3% F.S.
	滞后	≤±0.05% F.S.
	重复性	≤±0.05% F.S
	温度灵敏度漂移	0.03% F.S. / 10℃
	零点温度漂移	0.03% F.S. / 10℃
	输入电阻	750±5Ω
控制系统	采用TI的 C2000™ 32 位微浮点控制器TMS320F28335 DSP 型号芯片，最高150MHz 的钟频率，高达 256KB 的闪存和34KB 的 SRAM,支持 FPU 浮点运算能力。主控板主要提供SCI和CAN接口，通过SCI接口接收上位机输入的控制参数，再通过CAN接口将控制参数发送给驱动系统，完成对电机的控制。
驱动系统	由TMS320F28069 DSP型号芯片和IR2103驱动芯片组成。通过6个MOS管驱动轮毂电机运行。驱动系统提供CAN接口与控制系统通讯完成控制参数的输入和输出。在驱动系统上可以通过Simulink生成FOC代码运行。