产品展示
PRODUCTS
研旭基于模型设计多电机对拖实验平台教学实验箱YXMBD-EMBOX20
关键词：
所属分类：
DSP实验箱
开放式小功率电机控制实验台
产品展示
RCP控制实验箱
模型控制多电机控制实验箱（亚克力）
联系我们
产品描述
一、YXMBD系列简介
为了支持高校电力电子和半实物仿真的教学，南京研旭特推出了基于模型设计的电力电子和运动控制系列产品，该系列产品可以满足电气工程、电力电子、自动化和控制科学等工科学科相关的教学与科研需求。
系统提供给学生从电路原理，电路构建，到Simunlnk模型设计以及仿真，直至最后实际功率电路验证等一整套学习过程。这样学生可以首先了解理论层，然后通过离线仿真对理论层加深理解，进而再对实际硬件进行控制，获得真实的控制数据。让学生更加清晰的了解理论、仿真与实际硬件控制的关系。
针对基础教学方面，本实验箱提供了丰富的实验例程，可以完成《电机与拖动基础》、《自动控制原理》等课程的相关基础实验。实验例程从基础的电路原理介绍、Simulink搭建仿真模型、实际硬件控制等层次入手，由浅入深，循序渐进的指导学生。
二、系统组成
本实验箱基于模型设计多电机驱动实验平台包含SP1000快速原型控制器、多功能电机驱动板、多种不同电机对拖台（异步电机、永磁同步电机、直流有刷电机、直流他励发电机、绕线双馈异步电机、直流无刷电机、直流复励发电机等），本次主要展示异步电机、永磁同步、直流他励、绕线双馈。每个平台都有独立的接口，方便拆卸，同时配备独立的实验教程及实例介绍，平台资源丰富，资源齐全，可单独控制，亦可整体工作。
系统需要用到电脑，系统软件主要使用Matlab，研旭组态监控软件VIEW1000（MBD1001）。
图1 系统实物图
图2 系统组成图
系统组成介绍：
√ SP1000快速原型控制器：系统核心控制器，DSP+FPGA双核架构，Simulink模型一键下载，加载后可与VIEW1000上位机软件实时交互数据，方便数据跟踪，波形监控或者在线调参。
√ 电机驱动实验箱：电励磁同步电机、鼠笼式异步电机及绕线式异步电机共用的功率驱动模块，强弱电隔离设计，电压电流信号采用传感器芯片采集，QEP及CAP接口全引出，保护机制健全。
√ 多种电机对拖台：包含电励磁同步电机、鼠笼式异步电机及绕线式异步电机等对拖永磁同步电机。
√ 直流电源：用于驱动板的供电及电机的供电。
√ Matlab：Simulink 是 MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境，在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。在此系统中，模型搭建完成后，可以一键下载到控制器中，省去复杂的设置过程。
√ VIEW1000：研旭自主开发的上位机软件，采用以太网通讯，用于实现与SP1000的实时数据交互，方便客户进行数据分析，波形监控及在线调参等功能。
三、 产品核心设备介绍
3.1 SP1000快速原型控制器
RCP控制器特点
研旭公司推出的YXSPACE产品系列，能够将用户设计的图形化的高级语言编写的控制算法（Simulink）转换成DIDO、AIAO量，完成实际硬件控制。其基本控制框图如下所示：
控制算法模型一般采用Matlab中的Simulink工具搭建，将模型中的接口与硬件驱动接口绑定后，再结合TI公司的CCS编译工具产生可执行文件，下载至YXSPACE控制器中运行。
研旭YXSPACE-VIEW1000软件主要用于配置YXSPACE控制器工作模式，同时可以实时监测控制过程中的各类运行量，包括采集量、中间控制变量等。YXSPACE-VIEW1000包括了6类监控功能，分别为功能按钮、通用DO按钮、通用DI指示灯、波形显示、设定数值、回显数值等。用户可以借助这些功能，直观、方便的了解控制器内部运行的详细信息。
控制器资源
| 序号 | 描述 |
| CPU | TMS320F28335+FPGA |
| 同步PWM | 外扩6组，12通道，可配置PWM多种工作模式 |
| 同步DO | 外扩4路，TTL电平 |
| 同步DI | 外扩4路，TTL电平 |
| 同步ADC | 最多外扩16路，16位精度，最高采样率配置200KPSP，输入范围+-10V |
| 同步DAC | 外扩4路，16位精度，最快建立时间10us，输出范围0-2.5V |
| QEP/CAP | 外扩两组QEP编码器接口/外扩3路CAP捕获接口 |
| 通信接口 | 一路USB口、一路100M网口，一路RS232/RS485 |
3.2 VIEW1000软件
研旭公司专门为SP1000研发了一套上位机监控软件VIEW1000软件。VIEW1000包括了6类监控功能，分别为功能按钮、通用DO按钮、通用DI指示灯、波形显示、设定数值、回显数值等。用户可以借助此监控功能，直观、方便的了解控制器内部运行的详细信息。
软件中包含“控制器设置”界面以及“工作区”界面。
其中“控制器设置”界面共有4类控制器设置，包括仿真步长设置，DO控制源设置，QEP/CAP模式设置，PWM模块设置。
“工作区”包括功能按钮，DO设置，DI显示，设置值，以及观测值等监控功能。
建立通信：表示控制器与VIEW1000建立通信关系；
停止通信：表示控制器与VIEW1000断开通信关系；
设置：表示将设置参数文件下载至控制器中。
复位：表示对控制器整体进行复位操作；
启动仿真：通知控制器运行simulink模型；
录播：将控制器上传的值保存，以便分析查看。
Simulink驱动库
研旭自行开发了Simulink驱动库，如下图所示：
在Simulink的库浏览栏中，添加研旭的驱动库，右侧就可以添加各类驱动支持驱动模块，如ADC模块，DAC模块，DI模块，PWM模块，编码器模块以及示波器模块等。用户通过在模型中调用这些驱动模块，就可以将模型与硬件对应起来。
3.3电机驱动板
| 电机类型 | 电励磁同步电机、鼠笼式异步电机、绕线式异步电机 |
| 额定参数 | 额定电压：60V；额定电流：12.5A |
| DB25接口 | SP1000控制器接口，包含DIDO接口和AIAO接口，用于闭环控制 |
| DB15接口 | 霍尔传感器、光电编码器接口，用于采集电机位置信息 |
| 24V直流电源接口 | 驱动板供电电源 |
| 60V直流电源接口 | 电机供电电源 |
| 电压电流信号 | 电压信号经过电阻分压后采集；电流采用霍尔电流传感器芯片采集 |
| 保护功能 | 过压过流保护；过压过流故障显示灯 |
3.4三种对拖电机台
| 电励磁同步电机 |
|
| 供电电压 | 36V |
| 额定功率 | 200W |
| 额定转速 | 1500rpm |
| 额定电流 | 5A |
| 频率 | 50Hz |
| 极对数 | 2 |
| 鼠笼式异步电机 |
|
| 供电电压 | 36V |
| 额定功率 | 120W |
| 额定转速 | 1400rpm |
| 额定电流 | 4A |
| 频率 | 50Hz |
| 极对数 | 2 |
| 绕线式异步电机 |
|
| 供电电压 | 36V |
| 额定功率 | 100W |
| 额定转速 | 1400rpm |
| 额定电流 | 4A |
| 频率 | 50Hz |
| 极对数 | 2 |
| 永磁同步电机电机 |
|
| 供电电压 | 24V |
| 额定功率 | 200W |
| 额定转矩 | 0.64N.M |
| 额定转速 | 3000rpm |
| 额定电流 | 9.2A |
| 反电动势 | 6V/Krpm |
| 频率 | 250Hz |
| 极对数 | 5 |
| 编码器线数 | 2500线 |
四、实验例程
1、电励磁同步电机开环控制实验（离线模型+在线模型）；
2、电励磁同步电机闭环控制实验（离线模型+在线模型）；
3、电励磁同步电机对拖控制实验（离线模型+在线模型）；
4、鼠笼式异步电机开环控制实验（离线模型+在线模型）；
5、鼠笼式异步电机闭环控制实验（离线模型+在线模型）；
6、鼠笼式异步电机对拖控制实验（离线模型+在线模型）；
7、绕线式异步电机开环控制实验（离线模型+在线模型）；
8、绕线式异步电机闭环控制实验（离线模型+在线模型）；
9、绕线式异步电机对拖控制实验（离线模型+在线模型）；
五、实验管理及课程培训系统
实验管理系统主界面
» 创新的交互式实验课程软件，提供进行实验所需的各种支持。它不仅提供实验过程指导，还提供相关理论知识讲解介绍，记录测量结果，并可导出各类数据。
» 实验课程软件需集成所有的实验例程，统一在一个软件中运行，可一键打开，自动完成程序的下载、仿真以及数据的在线观测。
» 实验课程软件需提供进行实验所需的各种支持。包括但不限于实验指导书，相关理论知识讲解、自动记录实验过程中的各种数据，导出各类数据。
» 支持Matlab运行环境及Simulink实验仿真模型，结合实验课程，可直接一键打开模型并自动搭建UI界面，提供离线模式和在线模型，可直接进行仿真实验验证。
» 每一个例程都提供离线仿真模型和实物控制模型，学生导入模型，进行虚拟仿真和实物控制的实验验证。
独立例程说明书集成可直接打开
» 集成所有实验例程，系统可自动导入相应实验的Simulink控制模型，无需打开其他软件。
» 可导入预设实验控制界面，集成章节化的实验说明手册，在实验工程文件基础上按照实验指导进行控制操。
离线matlab模型集成调用
在线matlab模型集成调用
» 可自动抓取实验数据、完善实验报告，提交实验报告，若有其他开放性实验，可自己建立相关模型进行验证。
» 可自动保存实验过程中产生的各种数据，支持自主导入控制模型，进行快速原型控制器的程序一键生成与烧写。
录波数据显示
» 数据库管理系统，并具备录波功能，波形数据可直接在matlab或第三方软件中打开并查看。
微信公众号
