基于FPGA的高速HIL仿真器實現(xiàn)電機控制器測試

　　方案流程圖

　　下圖為創(chuàng)建基于FPGA電機仿真器的流程圖。

　　第一步，用戶需要采集電機參數(shù)及原始數(shù)據。通過浮點仿真來驗證仿真結果是否與測量數(shù)據相符。然后采用定點仿真來驗證定點電機模型，確定精度是否達到要求、輸出結果是否令人滿意。完成定點模型驗證后，就可以進入最終部署階段。

　　應對定點實現(xiàn)的挑戰(zhàn)

　　不同的電機通常具有相差較大的功率級，然而定點數(shù)據類型的范圍及精度是確定的，因此選擇合適的定點數(shù)據類型非常重要，否則量化誤差就會快速積累從而導致錯誤的仿真結果。用戶往往難以調整或校準所有的定點數(shù)配置來適應自己的情況。美國國家儀器公司提供以下方案來應對這些挑戰(zhàn)。

　　a. 歸一化系統(tǒng)

　　除了使用工程單位外，電氣工程師還使用歸一化系統(tǒng)。歸一化系統(tǒng)將電流、電壓、速率等統(tǒng)一度量，使其操作點的歸一化值接近1.0。歸一化系統(tǒng)的這一特點非常適用于定點實現(xiàn)。通過歸一化可將定點電機模型用于各類不同電機。

　　使用歸一化系統(tǒng)以后，用戶可為定點電機模型選擇確定的預定義定點數(shù)據類型。下表為部分選擇列表。

　　以上選擇都為極端情況（如電流過載等）留有余量。

　　確定以上參數(shù)的定點數(shù)據類型可幫助用戶選擇內部計算單位的定點配置，如下圖中Idq至Iabc的轉換。