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產(chǎn)品展示
PRODUCTS
研旭基于模型設(shè)計多電機(jī)對拖實驗平臺教學(xué)實驗箱YXMBD-EMBOX20
關(guān)鍵詞：
所屬分類：
DSP實驗箱
開放式小功率電機(jī)控制實驗臺
產(chǎn)品展示
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產(chǎn)品描述
一、YXMBD系列簡介
為了支持高校電力電子和半實物仿真的教學(xué)，南京研旭特推出了基于模型設(shè)計的電力電子和運動控制系列產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品可以滿足電氣工程、電力電子、自動化和控制科學(xué)等工科學(xué)科相關(guān)的教學(xué)與科研需求。
系統(tǒng)提供給學(xué)生從電路原理，電路構(gòu)建，到Simunlnk模型設(shè)計以及仿真，直至最后實際功率電路驗證等一整套學(xué)習(xí)過程。這樣學(xué)生可以首先了解理論層，然后通過離線仿真對理論層加深理解，進(jìn)而再對實際硬件進(jìn)行控制，獲得真實的控制數(shù)據(jù)。讓學(xué)生更加清晰的了解理論、仿真與實際硬件控制的關(guān)系。
針對基礎(chǔ)教學(xué)方面，本實驗箱提供了豐富的實驗例程，可以完成《電機(jī)與拖動基礎(chǔ)》、《自動控制原理》等課程的相關(guān)基礎(chǔ)實驗。實驗例程從基礎(chǔ)的電路原理介紹、Simulink搭建仿真模型、實際硬件控制等層次入手，由淺入深，循序漸進(jìn)的指導(dǎo)學(xué)生。
二、系統(tǒng)組成
本實驗箱基于模型設(shè)計多電機(jī)驅(qū)動實驗平臺包含SP1000快速原型控制器、多功能電機(jī)驅(qū)動板、多種不同電機(jī)對拖臺（異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)、直流有刷電機(jī)、直流他勵發(fā)電機(jī)、繞線雙饋異步電機(jī)、直流無刷電機(jī)、直流復(fù)勵發(fā)電機(jī)等），本次主要展示異步電機(jī)、永磁同步、直流他勵、繞線雙饋。每個平臺都有獨立的接口，方便拆卸，同時配備獨立的實驗教程及實例介紹，平臺資源豐富，資源齊全，可單獨控制，亦可整體工作。
系統(tǒng)需要用到電腦，系統(tǒng)軟件主要使用Matlab，研旭組態(tài)監(jiān)控軟件VIEW1000（MBD1001）。
圖1 系統(tǒng)實物圖
圖2 系統(tǒng)組成圖
系統(tǒng)組成介紹：
√ SP1000快速原型控制器：系統(tǒng)核心控制器，DSP+FPGA雙核架構(gòu)，Simulink模型一鍵下載，加載后可與VIEW1000上位機(jī)軟件實時交互數(shù)據(jù)，方便數(shù)據(jù)跟蹤，波形監(jiān)控或者在線調(diào)參。
√ 電機(jī)驅(qū)動實驗箱：電勵磁同步電機(jī)、鼠籠式異步電機(jī)及繞線式異步電機(jī)共用的功率驅(qū)動模塊，強(qiáng)弱電隔離設(shè)計，電壓電流信號采用傳感器芯片采集，QEP及CAP接口全引出，保護(hù)機(jī)制健全。
√ 多種電機(jī)對拖臺：包含電勵磁同步電機(jī)、鼠籠式異步電機(jī)及繞線式異步電機(jī)等對拖永磁同步電機(jī)。
√ 直流電源：用于驅(qū)動板的供電及電機(jī)的供電。
√ Matlab：Simulink 是 MATLAB最重要的組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境，在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，模型搭建完成后，可以一鍵下載到控制器中，省去復(fù)雜的設(shè)置過程。
√ VIEW1000：研旭自主開發(fā)的上位機(jī)軟件，采用以太網(wǎng)通訊，用于實現(xiàn)與SP1000的實時數(shù)據(jù)交互，方便客戶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，波形監(jiān)控及在線調(diào)參等功能。
三、 產(chǎn)品核心設(shè)備介紹
3.1 SP1000快速原型控制器
?RCP控制器特點
研旭公司推出的YXSPACE產(chǎn)品系列，能夠?qū)⒂脩粼O(shè)計的圖形化的高級語言編寫的控制算法（Simulink）轉(zhuǎn)換成DIDO、AIAO量，完成實際硬件控制。其基本控制框圖如下所示：
控制算法模型一般采用Matlab中的Simulink工具搭建，將模型中的接口與硬件驅(qū)動接口綁定后，再結(jié)合TI公司的CCS編譯工具產(chǎn)生可執(zhí)行文件，下載至YXSPACE控制器中運行。
研旭YXSPACE-VIEW1000軟件主要用于配置YXSPACE控制器工作模式，同時可以實時監(jiān)測控制過程中的各類運行量，包括采集量、中間控制變量等。YXSPACE-VIEW1000包括了6類監(jiān)控功能，分別為功能按鈕、通用DO按鈕、通用DI指示燈、波形顯示、設(shè)定數(shù)值、回顯數(shù)值等。用戶可以借助這些功能，直觀、方便的了解控制器內(nèi)部運行的詳細(xì)信息。
控制器資源
| 序號 | 描述 |
| CPU | TMS320F28335+FPGA |
| 同步PWM | 外擴(kuò)6組，12通道，可配置PWM多種工作模式 |
| 同步DO | 外擴(kuò)4路，TTL電平 |
| 同步DI | 外擴(kuò)4路，TTL電平 |
| 同步ADC | 最多外擴(kuò)16路，16位精度，最高采樣率配置200KPSP，輸入范圍+-10V |
| 同步DAC | 外擴(kuò)4路，16位精度，最快建立時間10us，輸出范圍0-2.5V |
| QEP/CAP | 外擴(kuò)兩組QEP編碼器接口/外擴(kuò)3路CAP捕獲接口 |
| 通信接口 | 一路USB口、一路100M網(wǎng)口，一路RS232/RS485 |
3.2 VIEW1000軟件
研旭公司專門為SP1000研發(fā)了一套上位機(jī)監(jiān)控軟件VIEW1000軟件。VIEW1000包括了6類監(jiān)控功能，分別為功能按鈕、通用DO按鈕、通用DI指示燈、波形顯示、設(shè)定數(shù)值、回顯數(shù)值等。用戶可以借助此監(jiān)控功能，直觀、方便的了解控制器內(nèi)部運行的詳細(xì)信息。
軟件中包含“控制器設(shè)置”界面以及“工作區(qū)”界面。
其中“控制器設(shè)置”界面共有4類控制器設(shè)置，包括仿真步長設(shè)置，DO控制源設(shè)置，QEP/CAP模式設(shè)置，PWM模塊設(shè)置。
“工作區(qū)”包括功能按鈕，DO設(shè)置，DI顯示，設(shè)置值，以及觀測值等監(jiān)控功能。
?建立通信：表示控制器與VIEW1000建立通信關(guān)系；
?停止通信：表示控制器與VIEW1000斷開通信關(guān)系；
?設(shè)置：表示將設(shè)置參數(shù)文件下載至控制器中。
?復(fù)位：表示對控制器整體進(jìn)行復(fù)位操作；
?啟動仿真：通知控制器運行simulink模型；
?錄播：將控制器上傳的值保存，以便分析查看。
Simulink驅(qū)動庫
研旭自行開發(fā)了Simulink驅(qū)動庫，如下圖所示：
在Simulink的庫瀏覽欄中，添加研旭的驅(qū)動庫，右側(cè)就可以添加各類驅(qū)動支持驅(qū)動模塊，如ADC模塊，DAC模塊，DI模塊，PWM模塊，編碼器模塊以及示波器模塊等。用戶通過在模型中調(diào)用這些驅(qū)動模塊，就可以將模型與硬件對應(yīng)起來。
3.3電機(jī)驅(qū)動板
| 電機(jī)類型 | 電勵磁同步電機(jī)、鼠籠式異步電機(jī)、繞線式異步電機(jī) |
| 額定參數(shù) | 額定電壓：60V；額定電流：12.5A |
| DB25接口 | SP1000控制器接口，包含DIDO接口和AIAO接口，用于閉環(huán)控制 |
| DB15接口 | 霍爾傳感器、光電編碼器接口，用于采集電機(jī)位置信息 |
| 24V直流電源接口 | 驅(qū)動板供電電源 |
| 60V直流電源接口 | 電機(jī)供電電源 |
| 電壓電流信號 | 電壓信號經(jīng)過電阻分壓后采集；電流采用霍爾電流傳感器芯片采集 |
| 保護(hù)功能 | 過壓過流保護(hù)；過壓過流故障顯示燈 |
3.4三種對拖電機(jī)臺
| 電勵磁同步電機(jī) |
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| 供電電壓 | 36V |
| 額定功率 | 200W |
| 額定轉(zhuǎn)速 | 1500rpm |
| 額定電流 | 5A |
| 頻率 | 50Hz |
| 極對數(shù) | 2 |
| 鼠籠式異步電機(jī) |
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| 供電電壓 | 36V |
| 額定功率 | 120W |
| 額定轉(zhuǎn)速 | 1400rpm |
| 額定電流 | 4A |
| 頻率 | 50Hz |
| 極對數(shù) | 2 |
| 繞線式異步電機(jī) |
|
| 供電電壓 | 36V |
| 額定功率 | 100W |
| 額定轉(zhuǎn)速 | 1400rpm |
| 額定電流 | 4A |
| 頻率 | 50Hz |
| 極對數(shù) | 2 |
| 永磁同步電機(jī)電機(jī) |
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| 供電電壓 | 24V |
| 額定功率 | 200W |
| 額定轉(zhuǎn)矩 | 0.64N.M |
| 額定轉(zhuǎn)速 | 3000rpm |
| 額定電流 | 9.2A |
| 反電動勢 | 6V/Krpm |
| 頻率 | 250Hz |
| 極對數(shù) | 5 |
| 編碼器線數(shù) | 2500線 |
四、實驗例程
1、電勵磁同步電機(jī)開環(huán)控制實驗（離線模型+在線模型）；
2、電勵磁同步電機(jī)閉環(huán)控制實驗（離線模型+在線模型）；
3、電勵磁同步電機(jī)對拖控制實驗（離線模型+在線模型）；
4、鼠籠式異步電機(jī)開環(huán)控制實驗（離線模型+在線模型）；
5、鼠籠式異步電機(jī)閉環(huán)控制實驗（離線模型+在線模型）；
6、鼠籠式異步電機(jī)對拖控制實驗（離線模型+在線模型）；
7、繞線式異步電機(jī)開環(huán)控制實驗（離線模型+在線模型）；
8、繞線式異步電機(jī)閉環(huán)控制實驗（離線模型+在線模型）；
9、繞線式異步電機(jī)對拖控制實驗（離線模型+在線模型）；
五、實驗管理及課程培訓(xùn)系統(tǒng)
實驗管理系統(tǒng)主界面
» 創(chuàng)新的交互式實驗課程軟件，提供進(jìn)行實驗所需的各種支持。它不僅提供實驗過程指導(dǎo)，還提供相關(guān)理論知識講解介紹，記錄測量結(jié)果，并可導(dǎo)出各類數(shù)據(jù)。
» 實驗課程軟件需集成所有的實驗例程，統(tǒng)一在一個軟件中運行，可一鍵打開，自動完成程序的下載、仿真以及數(shù)據(jù)的在線觀測。
» 實驗課程軟件需提供進(jìn)行實驗所需的各種支持。包括但不限于實驗指導(dǎo)書，相關(guān)理論知識講解、自動記錄實驗過程中的各種數(shù)據(jù)，導(dǎo)出各類數(shù)據(jù)。
» 支持Matlab運行環(huán)境及Simulink實驗仿真模型，結(jié)合實驗課程，可直接一鍵打開模型并自動搭建UI界面，提供離線模式和在線模型，可直接進(jìn)行仿真實驗驗證。
» 每一個例程都提供離線仿真模型和實物控制模型，學(xué)生導(dǎo)入模型，進(jìn)行虛擬仿真和實物控制的實驗驗證。
獨立例程說明書集成可直接打開
» 集成所有實驗例程，系統(tǒng)可自動導(dǎo)入相應(yīng)實驗的Simulink控制模型，無需打開其他軟件。
» 可導(dǎo)入預(yù)設(shè)實驗控制界面，集成章節(jié)化的實驗說明手冊，在實驗工程文件基礎(chǔ)上按照實驗指導(dǎo)進(jìn)行控制操。
離線matlab模型集成調(diào)用
在線matlab模型集成調(diào)用
» 可自動抓取實驗數(shù)據(jù)、完善實驗報告，提交實驗報告，若有其他開放性實驗，可自己建立相關(guān)模型進(jìn)行驗證。
» 可自動保存實驗過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，支持自主導(dǎo)入控制模型，進(jìn)行快速原型控制器的程序一鍵生成與燒寫。
錄波數(shù)據(jù)顯示
» 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并具備錄波功能，波形數(shù)據(jù)可直接在matlab或第三方軟件中打開并查看。
微信公眾號
