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| 品牌 | 其他品牌 | 产地类别 | 国产 |
|---|---|---|---|
| 应用领域 | 能源,电子/电池,汽车及零部件,电气 |
在高精度伺服系统的实际应用中，通常采用双电机驱动的方式，能够保证伺服系统在高性能的前提下很好地消除齿隙影响。基于模型设计的齿轮调隙测试平台主要由可调隙齿轮平台与基于模型设计的电控系统组成。通过调节可调隙齿轮平台的齿轮间隙，转子惯量，与负载大小可以研究各种工况下的双电机齿轮调隙控制方法，通过基于模型设计的电控系统，可以很方便的进行算法比较与迭代。
图1 基于模型设计的双电机齿轮调隙测试平台
图2基于模型设计的双电机齿轮调隙测试平台实物系统参考图
1、双电机齿轮可调隙，通过手柄改变齿轮间隙，间隙大小通过位移表标示。
2、可调隙平台的转子惯量，平衡性可以灵活调节
3、可调隙平台的负载可以由上位机加载系统自动控制
4、永磁同步电机驱动器采用开放式结构，可以用嵌入式控制器控制，也可以用快速原型控制器控制。
5、系统配置了YXSPACE-SP2000快速原型控制器，性价比搞，可以实现算法代码自动生成，算法评估快速迭代。
6、系统提供算法样例供快速评估或者迭代。
表1 系统典型配置清单
| 序号 | 产品名称 | 备注 |
| 1 | 可调隙双电机齿轮台架 | 1、2台 0.75kW交流永磁电机,48V 2、定制齿轮箱，齿轮传动比3：1 3、齿轮间隙调隙与标示装置 4、转矩传感器 20NM，4000RPM 5、23位绝对值位置跟踪传感器 6、三组可调惯性轮（3-10倍电机转动惯量可调） 7、磁粉制动器20NM 8、铝合金桌面式台架 |
| 2 | 测试电机逆变器（DC-AC） | 1、拓扑结构按需配置，典型三相两电平 2、功率器件按按需配置，典型IGBT,SIC，MOS 3、硬件结构开放，在硬件上采用分体化设计，控制板、采集板、功率板、电容板等模块化设计，各个模块方便替换 4、可同时具备TMS320F28335 DSP核心板控制器与RCP控制器接口 5、健全的保护机制，软件方面有过压保护、欠压保护、过流速断保护、IGBT过热保护、通讯保护等；硬件方面有短路保护、IGBT过流保护等 6、人机交互：具备LCD显示屏，可通过显示屏查看并设置各种参数，用户也通过RS485通讯口连接PC机，提供通讯规约，可以查询模块的状态信息，实时波形，下发操作指令。 |
| 3 | 磁粉制动器控制器 | 1、可编程 2、24V 3A |
| 4 | 快速原型控制器 | 1、按需求配置 SP1000\SP2000\SP6000 2 支持Simulink代码自动生成和基于模型的程序设计；算法的Simulink模型可直接仿真下载到快速原型控制器的过程，能方便地使用Matlab/Simulink进行控制算法设计并在线实时仿真的功能，无需了解软硬件实现及编程过程，就能进行控制设计和调试。 3 控制器需采用双DSP+多组FPGA双核结构，主控制器采用TMS320F28377，双核200MHZ*2主频，超快的运算速度、封装的底层驱动，方便进行电力电子、电机驱动等复杂算法的研究。 4 具备自主编写的驱动库，可以直接导入到Simulink库中，用户可以直接在Matlab软件中拖动相应的硬件元件库，将模型中的数据直接与硬件对接，无需再花费时间去查询硬件映射。多种库文件，可适用于各种工程调试需求。 5 用户可以随意拖拽即可完成与硬件的连接，同时，配套了组态式的上位机，可以查看模型中任何的中间变量，可随时观测各种关键变量，从而做出相应参数上的更改。 6 需采用总线扩展方式，采用插卡方式，各个子板卡可进行扩展，不接受单板卡方式。用户根据实际功能需求，可以灵活配置板卡种类，基本配置是CPU板卡、模拟采集ADC板卡、模拟输出DAC板卡、数字输出DO板卡、数组输入DI板卡、脉宽调制PWM板卡。 |
| 5 | 基于模型开发快速原型监控系统 | 1、将Simulink模型与快速原型控制器硬件结合在一起，下载到控制器中执行，控制器运行过程中，此软件可以将Simulink模型中想要查看的各类控制量直观显示，也可以随时修改各类控制参数，让控制器实时响应，从而实现了真正的在线仿真。 2、在线仿真运行界面，采用组态方式，科研者根据自己需求，可以随意添加控件，具备实时录波功能，可完整录制整体系统运行的波形数据，同时数据可以保存为mat和xls格式，波形数据可以通过matlab软件直接打开并查看。 3、软件具备三类设置，包括通信IP、板卡的数量设置；PWM设置，主要指示PWM的频率值，死区值，以及动作有效值，编码器精度值等；显示界面设置，用于最终的数据查看以及设置。显示界面中包括遥控、遥调、遥信、遥测、示波器控件。 4、组态化软件需具备遥控、遥调、遥信、遥测、示波器控件。 5、系统需具备以下配置功能： 通讯设置，主要设置通信的IP地址； PWM_A设置，对PWM_A板卡的PWM进行设置，主要设置PWM的频率值，死区值，倍频值，互补设置，相位使能等； PWM_B设置，对PWM_B板卡的PWM进行设置，主要设置PWM的频率值，死区值，倍频值，互补设置，相位使能等； DO设置，主要设置DO的控制源，要么由simulink模型控制，要么由rcp软件控制； QEP设置，主要设置编码器的精度。 开始通信：表示仿真机与RCP建立通信关系； 停止通信：表示仿真机与RCP断开通信关系； 复位：表示对仿真机整体进行复位操作； 保护：通过保护界面设置值，可以辅助仿真机按照极限值进行保护； 启动仿真：通知仿真机运行simulink模型； 开始录播：将仿真机上传的值保存，以便分析查看。 |
| 6 | 开放式功率硬件开发系统 | 1、生成代码的模型例程 2、双电机齿轮调隙例程 3、系统调试 |
| 7 | 电机加载测试管理系统 | 1、监控数据管理 转矩、扭矩实时波形显示、记录，变流器电压、电流、功率等数据记录 2、负载加载可编程控制。可以通过软件下发预设加载数值与加载曲线。 |
| 8 | 高精度可编程直流源 | 按需求配置，研旭高精度可编程直流源价廉物美，高性价比。 |
双电机消隙伺服系统是由电流环、速度环、位置环构成的三环闭环控制。电流环与速度环通过各自反馈控制减小非线性干扰对系统的影响。位置环直接影响系统对目标的截获、跟踪等功能的速度与精度。同步控制器通过差速负反馈控制实现抑制两个电机速度不一致时引起的差速振荡功能。消隙模块通过输出消隙变偏置电流实现消隙功能，消隙偏置电流和差速负反馈控制信号均直接作用于系统电流环。
在产品研发前期、算法验证阶段，若采用实际控制器进行控制时，存在周期长、可靠性差等问题。若采用快速控制原型（Rapid Control Prototyping简称RCP），那么就可以高效的、便捷的完成了前期算法的验证。
RCP系统在新能源领域有着巨大的应用潜力，比如光伏变流器、风机变流器、储能变流器等电力电子变换器。只需在MATLAB的Simulink搭建控制算法模型，下载到YXSPACE控制器中，即可实现控制过程。从而开发者可以不用研究任何控制芯片，以及任何嵌入式编程语言，只需要把所有精力放在核心控制算法的研究上面。
南京研旭电气科技有限公司，始终致力于新能源各类产品的研究，也与很多科研院所以及高校建立了深厚的合作关系。多年来积累了很多宝贵的经验，同时也接收很多合作单位的宝贵建议，从而研旭研发出快速控制原型控制器YXSPACE系列。
YXSPACE-SP2000（以下简称SP2000）采用TI公司的C2000系列DSP-F28xx作为核心控制器。研旭选择此款DSP，正是由于其被广泛应用与各类新能源产品当中。所以SP2000快速控制原型在满足控制需求的情况下，更能贴近实际产品，为开发者提供更为可靠的验证结果。SP2000作为SP1000的升级版本，除了在外设资源方面多于SP1000，更是在CPU处理能力上做了提升，为更加复杂的控制场合提供了保障。
实物图片如图8、9所示。
图8 SP2000正面
图9 SP2000反面
（1）采用目前市面成品常用的控制芯片作为CPU，其仿真结果针对实际研究更具有参考性；
（2）在Matlab中设计的控制算法自动生成代码，自动加载到实时目标机中运行，避免了繁琐的编程和Debug工作
（3）使用门槛低，会Matlab仿真即可完成实验测试工作，所有测试工作只需一人即可完成
（4）模型与硬件接口链接简单，只需记住端口编号即可，更不用配置硬件各类细节，免去一切不必要的麻烦；
（5）性价比高，在同等功能的前提下，YXSPACE成本更低。
（6）具备自主编写的驱动库，可以直接导入到Simulink库中，用户可以直接在Matlab软件中拖动相应的硬件元件库，将模型中的数据直接与硬件对接，无需再花费时间去查询硬件映射。8种库文件，可适用于各种工程调试需求。
（7）模型转换文件的透明化，用户可直接查看模型转换后的源码
研旭SP2000采用外扩插卡式结构，简洁轻便，板卡资源如下表4.1所示：
研旭电气专门为SP2000研发了一套上位机监控软件VIEW2000软件。VIEW2000软件主要参考下节基于模型开发快速原型监控系统。
研旭电气专门为SP2000研发了一套上位机监控软件VIEW2000软件。
VIEW2000软件中包含控制器设置以及组态区。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。如图4.13所示。
图4.14 View2000软件示意
在实际使用中，用户只需用鼠标拖动各类控件，移至工作区当中，位置根据需求随意放置。双击控件即可设置控件的地址号，这样可完成控件与模型或者硬件的建立关系，操作极其简便。
研旭自行开发了Simulink驱动库，如下图所示：
图4.15 研旭驱动库
电机测试管理系统，主要实现加载机组的监控管理，其主要功能读取转矩传感器、加载电机变流器等相关数据，显示转速、转矩实时波形，电压、电流、功率等监控数据，相关数据可以录波，并进行导出。
通过与变流器通信，可实现负载可编程，可以按照指定曲线进行加载。进而可以实现加载系统的自动化。例如可以进行进行突加载、突减载等相关测试。
其界面如图所示
图4.26 电机测试管理系统
研旭YXPHD系列高压大功率可编程直流电源采用全数字控制技术，在4U机箱体积内功率可实现20kVA，输出电压可达到750V，输出电流可达到25A-50A。
研旭YXPHD系列可编程直流电源带主动式PFC，功率因素高达0.99，是采用PWM技术的高频开关式直流电源，模块化设计，采用优良的DSP数字控制技术，具有恒压、恒流、恒功率模式输出，可自动交叉变换，维持控制与保护兼顾特性，确保直流电源输出的高精度、低纹波、快速瞬态响应，且效率高达93%；产品主要定位于电子电力生产、蓄电池行业、PCB板制造行业及通讯、PLC供电、机电老化试验、自动测试系统集成、医疗器械、工业、电池充电及模拟、混合动力汽车与光伏逆变器测试研究单位、实验室对高精度直流电源的需求。
图4.29 YXPHD电源外观
■ 功率容量5kW-20kW，输出电压可达50V-750V，输出电流可达25A~100A
■ 高频隔离，带主动PFC功能，满载功率因数0.99；
■ 最大工作效率≧95.8% 满载工作效率可达≧95.2%；
■ 采用7寸液晶触摸显示屏；
■ 全数位设计，输出电压、电流及功率测量显示功能；
■ 支持输入过/欠压保护、输入过流保护；
■ 支持输出过压，过流短路保护功能、以及过温度保护功能；
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