功率級快速控制原型開發與實訓系統

    為支持高校電力電子和半實物仿真的教學，南京研旭特推出了功率級快速控制原型開發與實訓系統，該系統可以滿足電氣工程、電力電子、自動化和控制科學等工科學科相關的教學與科研需求。

    系統提供給學生從電路原理，電路構建，到simulink模型設計以及仿真燒寫，直至最后電路驗證等一整套功率級快速原型控制系統開發學習過程。南京研旭提供完善的教學和開發手冊，使用這些內容可以讓各個階段的學生輕易的了解理論、仿真以及硬件之間的關系，可以方便的開展各類教學和科研實驗。

    針對基礎教學方面，本系統提供基本的實驗例程，可以完成《電力電子技術基礎》《電機與拖動基礎》《自動控制原理》等課程的相關基礎實驗。實驗內容從基礎的硬件原理介紹、控制器的算法設計到simulink仿真的實現，由淺入深，適合開展設計性、綜合性和創新性的實驗。

    針對進階科研方面，本系統提供進階的實驗例程，可以完成《電力電子系統建模與控制》《新能源發電技術》《電機拖動自控系統》等課程的相關實驗。實驗內容可以完成：基礎的理論分析-similink數學建模-控制策略設計-離線仿真-半實物快速原型仿真-實際硬件電路驗證等一整套完整的科研實驗?；谠撈脚_，可以快速的驗證科研項目中的核心控制算法，也可以完整碩士、博士的研究課題。

    傳統的方式對嵌入式算法的編寫以及實物調試都有比較高的要求，控制板性能有限、底層代碼編寫學習成本高、硬件資源調用不直觀、算法實現與代碼調試不方便，因此需要耗費學生與科研人員大量的時間與精力。

    采用快速控制原型（Rapid Control Prototyping簡稱RCP），那么就可以高效的、便捷的完成了前期算法的驗證，研旭推出的電力電子仿真系統只需在MATLAB的Simulink搭建控制算法模型，下載到RCP控制器中，即可實現控制過程。

    本系統將RCP控制器與可定制的功率硬件結合在一起，通過模塊化的方式，便于搭建各種不同類型的功率變換系統，非常適合高校、科研院所進行電力電子裝置級和系統級的控制算法的驗證。

    系統同時可集成各類測試電源和檢測儀器，一體化的結構，讓學習開發更為方便省力。

系統框架

系統特點

更方便，更易上手

——在Matlab中設計的控制算法自動生成代碼，自動加載到實時目標中運行，避免了繁瑣的編程和Debug工作。

——使用門檻低，會Matlab仿真即可完成實驗測試工作，所有測試工作只需一人即可完成。

更靈活，更開放

——硬件模塊化設計，多種拓撲結構的功率硬件可選，同時，可根據需求定制各種不同的功率硬件，拓撲結構、功率級別、傳感器的數量位置等均可以變化。

——軟件模塊化設計，算法編程和監控全部采用基于模型的可視化設計方法，提供各類驗證過的算法模型，可直接組合調用，大大縮短研發時間。

更可信，更可靠

——功率級的算法驗證，完美復現實際系統，具有很高的可信度。

——采用高可靠性的功率模塊和經過完善測試的接口模塊，故障率低。

——具備軟件保護和硬件保護雙重保護，安全性高。

——具備數字仿真和物理電路的雙重驗證，設計更靈活，實驗數據更具有說服力。

開發設計學習流程

實驗內容

系統組成

    研旭快速原型控制器—YXSPACE，采用插卡式結構，用戶根據實際功能需求，可以靈活配置板卡數量，基本配置是仿真板卡，通信板卡，模擬采集板卡、DIDO板卡。除此之外，還有兩個外擴功能卡槽，每個卡槽可以隨意外擴模擬采集卡、DIDO板卡。仿真板卡采用USB方式下載程序，通信板卡采用網絡方式進行通信，模擬采集板卡具備16通道模數轉換，DIDO具有20路DO以及8路DI。

    公司專門為YXSPACE研發了一套上位機監控軟件YX-SIM軟件，采用組態式交互界面，方便用戶靈活、方便的查看控制器的工作信息。下圖為軟件界面。

    軟件中有三類設置，包括YXSPACE設置，主要設置通信的IP地址，以及板卡的數量；還包括PWM設置，主要指示PWM的頻率值，死區值，以及動作有效值，編碼器精度值等；最后包括YXSPACE顯示界面，用于最終的數據查看以及設置。

    YXSPACE顯示界面中包括遙控、遙調、遙信、遙測、示波器控件，他們主要功能如下表：

    公司最新研發推出的多功能桌面型電力電子實驗平臺YXRTD-TLDD-06，是一款面向高校實驗室及科研院所的電力實驗設備，可來實現三相/單相DC-AC單向/雙向變流器，單向/雙向DC-DC變流器、AC-AC背靠背變流器等多種電力電子變流器的功能。

    開發平臺包括硬件部分、軟件驅動、數據采集和分析三個部分，是針對高校開展電力電子技術研究推出的一種開放式的二次開發教學科研平臺。該平臺在硬件上采用分體化設計，控制板、采集板、功率板、電容板等模塊化，外殼采用透明的亞克力板材，美觀實用，用戶可以方便觀察內部的硬件結構。同時頂蓋可以打開，方便進行相關信號的測量。

    有了控制器，有了主電路功率模塊（被控對象），有了電源等輔助設備，系統硬件部分就搭建 好了，但一個完整的系統除了硬件，還需要配有核心的程序才能運行，不管是普通的MCU控制器， 還是快速原型控制器（RCP），前者是需要代碼，后者是需要模型，才能運行起來。

    南京研旭不僅僅是提供通?的硬件設備，更是完整的系統?案提供商，在電力變換領域積累了大量的經驗；在提供各種實驗平臺的同時，會配套完善的硬件原理圖、軟件代碼、控制算法、算法模型等。完全的開源模式，同時提供相應的技術培訓和售后服務，可以為用戶節約大量的科研時間，二次開發的難度大大降低。

案例展示