基于dSPACE的电气实时控制实验平台的设计

刘陵顺，张树团，高艳丽

(海军航空工程学院控制工程系，山东 烟台 264001)

0 引言

为培养具有高素质的满足军队需要的新型军事人才，军用电气工程专业必须在实践教学中贯彻理论与实践相结合，基础与创新应用相结合的原则。我们已建设成一个新型开放式的实验教学环境，它对于提高学生的创新能力和实践能力具有重要作用。我们基于dSPACE的测试平台DS1104和自行开发实验模块相结合的方式，构建了具有实时快速控制和扩展性强等特色的实验硬件。实验平台可以涵盖军用电气设备设计、军用电力系统及自动化、军用电力电子功率变换技术等方面的基础实验及创新开发实验，为快速构建不同类型的电气实时控制系统提供了方便，具有良好的开放性和扩展性。该实验平台采用强电与弱电相结合、软件与硬件相结合、元件与系统相结合等手段，注重基础教学兼顾超前研究，实现了实验内容与手段的推陈出新，体现了军用电气工程等学科领域的新技术应用。

1 dSPACE控制系统开发过程

本系统所研究的dSPACE硬件部分是单板系统DS1104，该控制器板由主处理器、辅助DSP、中断控制器、储存器、计时器以及主机接口六大部分组成。DS1104控制器板使用了PowerPC处理器来进行浮点运算，处理器主频为250MHz，运算能力相当强。DS1104控制器板还集成了以美国德州仪器公司的TMS320F240 DSP为核心的I/O子系统，可用来满足特殊的 I/O要求[1-2]。

基于快速控制原型(RCP)的机电系统仿真技术将电机、功率开关和传感器等实际对象接入仿真回路，只在仿真软件中对控制器进行建模，整个仿真系统按照实际时间运行;这样的半实物仿真更加贴近实际情况，因而可以获得实验系统的准确信息。……