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针对电机控制软件开发的V流程，为大家提供整套解决方案，覆盖V开发流程的5个应用场景： 1) Desktop Simulation桌面仿真(也称为System Simulation系统仿真，Offline Simulation离线仿真)； 2) Rapid Control Prototyping(RCP)快速控制原型； 3) Code Generation代码生成； 4) Hardware-in-the-loop(HIL) Test硬件在环测试； 5) Validation验证（实物测试）； 图1V开发流程
遵循V开发流程，可有效降低电机控制算法开发的难度，优化算法性能，提高算法可靠性，从仿真世界逐步逼近到真实世界。 图2从仿真世界逐步逼近到真实世界
——场景1：Desktop Simulation桌面仿真—— 针对Simulink环境的Desktop Simulation，提供整套基于Simulink基本模块搭建的电机控制仿真模型，主要的模型如下表所示： 表1 Desktop Simulation Motor Control Simulink Model 电机控制算法 Simulink模型 | PWM算法 | 逆变器 | 电机 | 负载 | ACIM FOC控制算法 ACIM DTC控制算法 PMSM FOC控制算法 PMSM DTC控制算法 | Sinusoidal PWM Space Vector PWM Discontinued PWM Overmodulation Six Step PWM Hybrid PWM | 三相两电平 三相三电平（NPC） 三相三电平（ANPC） 三相三电平（T-Type） 多相多电平 | ACIM基本模型 ACIM饱和模型 PMSM基本模型 PMSM饱和模型 PMSM谐波模型 BLDC模型 直线电机模型 多相电机模型等 | 线性负载 二次负载 测功机模式 自定义负载 |
此外，模型还包括PWM比较器、死区时间等模块，以及同步采样等功能；具体细节可参考公众号文章《永磁同步电机控制系统仿真系列文章》。此外，可提供模型的定制化开发服务。 控制器（电机控制算法和PWM算法）和被控对象（逆变器、电机、负载）的Simulink模型，100%白盒，无S-Function封装，可方便进行二次开发。可通过代码生成工具，部署至Speedgoat实时仿真器的CPU和FPGA中，以及TI (Texas Instruments) C2000 Processor中。 图3控制器和被控对象Simulink模型的部署
表2控制器和被控对象Simulink模型的5种应用场景 应用场景 | 模型 | 代码生成工具 | 部署对象 | RCP快速控制原型 | 电机控制算法和PWM算法 | MATLAB Coder / Simulink Coder | Speedgoat CPU 板卡 | HDL Coder/HCIP | Speedgoat FPGA 板卡 | Code Generation代码生成 | Embedded Coder | TI C2000 Processor | Validation验证 | Embedded Coder | TI C2000 Processor | HIL Test 硬件在环测试 | 逆变器、电机、负载 | MATLAB Coder / Simulink Coder | Speedgoat CPU 板卡 | HDL Coder/HCIP | Speedgoat FPGA 板卡 |
注：HCIP（HDL Coder Integration Package）是Speedgoat公司开发的基于HDL Coder的，针对Speedgoat FPGA板卡的板级支持包，可降低FPGA 的算法开发难度，加快FPGA的算法开发进度。 图4PMSMFOC控制算法的Simulink模型
视频1 电机转速从0rpm增至9000rpm再减至0rpm，开关频率5kHz，死区时间2μs
——场景2：Rapid Control Prototyping快速控制原型—— 表3电机控制RCP控制器规格 名称 | 处理器 | 内存 | SDD硬盘 | 供电 | IO接口 | 应用环境 | 可同时控制电机的数量 | Baseline | Celeron 2 GHz 4 cores | 默认4GB | 默认4GB 最大256GB | 8~36V DC | Ethernet、 UART、 CAN、 PWM、 Sensor、 FPGA等 按客户需求配置 | -40~85 °C | 1台 | Mobile | i5 2.5 GHz 2 cores | 默认4GB 最大12GB | 默认64GB 最大256GB | 9~36V DC | -40~85 °C | 1-2台 | Performance | I7 4.2 GHz 4 cores | 默认4GB 最大64GB | 默认120GB 最大2TB | 220V AC 12V DC 24V DC | 0~60 °C | 1-4台 |
图5Speedgoat实时仿真器：Baseline（左）、Mobile（右）、Performance（后）
每种RCP控制器可同时控制电机的数量，受到电机类型，控制频率，模型的复杂程度，IO接口的数量等因素影响，需综合评估确定。 目前可提供的逆变器规格如下表4所示，其他规格可根据用户需求定制开发，或集成第三方逆变器。此外还可提供用于连接RCP控制器与逆变器的信号调理系统开发服务。 表4逆变器规格 序号 | 名称 | 1 | 直流电压60V，4kW，开关频率10kHz； | 2 | 直流电压60V，1kW，开关频率20kHz； | 3 | 直流电压600V，7.5kW，开关频率20kHz； |
图61kW逆变器
视频2Speedgoat永磁同步电机的快速控制demo
——场景3：Code Generation代码生成—— 针对代码生成，可以利用Embedded Coder Support Package for Texas Instruments C2000 Processors工具箱将Simulink模型转换为C/C++代码，下表是
Processor Family | Processors | | F28377S | | F28379S, F28377S, F28376S, F28375S, and F28374S | | F28379D | | F28379D, F28377D, F28376D, F28375D, and F28374D | | F28335, F28334, and F28332 | | C28346, C28345, C28344, C28343, C28342, and C28341 | | F280049C | | F280049M, F280049C, F280049, F280048C, F280048, F280045, F280041C, F280041, F280040C, and F280040 | | F28075 and F28074 | | F28069M, F28069, F28068, F28067, F28066, F28065, F28064, F28063, and F28062 | | F28069M | | F28055, F28054, F28053, F28052, F28051, and F28050 | | F28035, F28034, F28033, F28032, F28031, and F28030 | TI Piccolo F2802x | F28027, F28026, F28023, F28022, F28021, F28020, and F280200 | TI Piccolo F28027/F28027F LaunchPad | F28027 | TI F280x | F2809, F2808, F2806, F2802, F2801, F28016, and F28015 | TI F28044 | F28044 | TI F281x | F2812, F2811, and F2810 | TI F2838x | F28388D, F28388S, F28386D, F28386S, F28384D, and F28384S | TI F28002x | F280025, F280025C, F280024, F280024C, F280023, F280023C, F280022 and F280021 | TI F280025C LaunchPad | F280025C |
结合MathWorks公司的Motor Control Blockset可加快控制算法开发过程。 图7LAUNCHXL-F28379D C2000 Delfino MCUs F28379D LaunchPad Development Kit
——场景4：Hardware-in-the-loopTest硬件在环测试—— 熠速作为业内专业的HIL设备提供商，已经为众多客户集成多套基于Speedgoat实时仿真器的MCU HIL测试系统。可提供Speedgoat实时仿真器、机柜集成、信号调理机箱、BOB、各种电机（异步电机、永磁电机、BLDC、直线电机、多相电机等）模型、开闭环调试、自动化测试等服务，及交钥匙工程。 图8MCUHIL测试系统（38U全尺寸机柜）
图9MCUHIL测试系统（桌面式） 图10MCUHIL测试波形（依次为转速，转矩，dq轴电流，位置，三相电流）
图11基于SimulinkTest的MCUHIL自动化测试
——场景5：Validation验证—— 熠速可提供性价比高的小功率（20kW以下）电机测试台。详细技术规格可根据用户需求定制开发。 图12小功率电机测试台1
图13小功率电机测试台2 图14小功率电机测试台3 ——总结—— 针对电机控制软件开发的V流程，为大家提供整套解决方案，覆盖V开发流程的5个应用场景，包括以下产品和服务： - 控制器和被控对象的Simulink模型，100%白盒，无S-Function封装，可方便进行二次开发。可通过代码生成工具，部署至Speedgoat实时仿真器的CPU和FPGA中，以及TI C2000 Processor中。
- 电机控制算法Simulink模型的定制化开发以及培训。
- 三种RCP控制器，可同时控制1台或多台电机。
- 三种逆变器，其他规格可根据用户需求定制开发，或集成第三方逆变器。
- MCU HIL测试台架，从桌面式到38U全尺寸。
- 小功率电机测试台架，以及信号调理系统定制化开发。
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