1. 一種永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括PC 機、信號轉換
器和PMSM 控制器，其中，PC 機通過信號轉換器與PMSM 伺服控制器連接，PC 機將PMSM 模型
的控制參數(shù)通過信號轉換器發(fā)送給PMSM 控制器進行處理，處理結果經(jīng)信號轉換器返回PC
機控制PMSM 模型，同時PC 機采集PMSM 模型當前狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)當前狀態(tài)參數(shù)對PMSM 模型
控制參數(shù)進行調整，形成物理閉環(huán)；所述信號轉換器包括主控芯片、通信及JTAG 下載芯片
和USB 轉串口芯片，其中，通信及JTAG 下載芯片與主控芯片連接，PC 機通過USB 轉串口芯
片與通信及JTAG 下載芯片連接。 2. 如權利要求1 所述的永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述 主控芯片采用STM32F103ZCT6。
3. 如權利要求1 所述的永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述 通信及JTAG 下載采用STM8S103 芯片。
4. 如權利要求1 所述的永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述 轉USB 轉串口芯片采用PL2303hx。
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)。
背景技術
[0002] 目前，對于永磁同步電機(PMSM) 伺服控制系統(tǒng)的仿真，主要是借助于Matlab/
Simulink 建立永磁同步電機的數(shù)學模型，采用電壓空間矢量脈寬調制(SVPWM) 的原理及算
法在Matlab/Simulink 中搭建控制模型實現(xiàn)的。這種數(shù)學仿真的方法雖然模型經(jīng)濟、修改
方便、周期短，但是它僅僅是獨立于實際工程的手段，與工程實際有較大距離，難以準確反
映電機各項動態(tài)性能，不能為實際PMSM 控制系統(tǒng)的設計提供有效依據(jù)。半物理仿真技術能
夠克服數(shù)學仿真的弊端，已被應用到工程機械的操作裝置、汽車電子控制器的研究以及模
擬飛行控制器等，但是，目前針對永磁同步電機半物理仿真的伺服系統(tǒng)控制系統(tǒng)在行業(yè)內
仍沒有相關的應用和開發(fā)。
發(fā)明內容
[0003] 針對上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在于，提供一種永磁
同步電機伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠將PC 機中構建的PMSM 數(shù)學模型與PMSM
控制器進行信息通信，形成接近工程實際，易于驗證的閉環(huán)物理環(huán)境，克服了目前技術不能
準確地反映電機伺服控制系統(tǒng)的動態(tài)性能的缺點。
[0004] 為了達到上述目的，本實用新型采用如下的技術解決方案：
[0005] 一種永磁同步電機伺服控制器半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括PC 機、信號轉
換器、PMSM 伺服控制器，其中，PC 機通過信號轉換器與PMSM 伺服控制器連接，PC 機將PMSM
模型的控制參數(shù)通過信號轉換器發(fā)送給PMSM 控制器進行處理，處理結果經(jīng)信號轉換器返
回PC 機控制PMSM 模型，同時PC 機采集PMSM 模型當前狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)當前狀態(tài)參數(shù)對PMSM
模型控制參數(shù)進行調整，形成物理閉環(huán)；所述信號轉換器包括主控芯片、通信及JTAG 下載
芯片和USB 轉串口芯片，其中，通信及JTAG 下載芯片與主控芯片連接，PC 機通過USB 轉串
口芯片與通信及JTAG 下載芯片連接。
[0006] 本實用新型還包括如下其他技術特征：
[0007] 所述主控芯片采用STM32F103ZCT6。
[0008] 所述通信及JTAG 下載采用STM8S103 芯片。
[0009] 所述轉USB 轉串口芯片采用PL2303hx。
[0010] 本實用新型的有益效果如下：
[0011] 在PC 機中構建PMSM 數(shù)學模型，通過信號轉換器與控制器進行連接，不僅能使仿真
能更大程度接近工程實際，正確反映伺服控制系統(tǒng)各項動態(tài)性能；與全實物仿真系統(tǒng)相比，
本實用新型又具有研制費用低、簡單易行等優(yōu)點。
附圖說明
[0012] 圖1 是本實用新型的系統(tǒng)結構示意圖。
[0013] 圖2 是信號轉化器的結構示意圖。
[0014] 下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
具體實施方式
[0015] 如圖1 所示，本實用新型的永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)，包括PC 機、信號轉換器、
PMSM 伺服控制器，其中，PC 機通過信號轉換器與PMSM 伺服控制器連接，信號轉換器用于在
PC 機與PMSM 伺服控制器間轉換數(shù)字與模擬信號，PC 機將PMSM 模型的控制參數(shù)通過信號轉
換器發(fā)送給PMSM 控制器進行處理，處理結果經(jīng)信號轉換器返回PC 機控制PMSM 模型，同時
PC 機采集PMSM 模型當前狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)當前狀態(tài)參數(shù)對PMSM 模型控制參數(shù)進行調整，形成
物理閉環(huán)。
[0016] 如圖2 所示，信號轉換器用以實現(xiàn)虛擬物理信號與真實物理信號的轉換，信號轉
換器包括主控芯片、通信及JTAG 下載芯片和USB 轉串口芯片，其中，通信及JTAG 下載芯片
與主控芯片連接，PC 機通過USB 轉串口芯片與通信及JTAG 下載芯片連接；其中，主控芯片
采用STM32F103ZCT6，芯片STM32F103ZCT6 上有多個模塊接口(DAC、SPI、USART、SD 卡、以太
網(wǎng)接口、GPIO、ADC) 以滿足通信需要；通信及JATG 下載采用STM8S103 芯片，USB 轉串口芯
片采用PL2303hx。
[0017] PC 機中安裝MATLAB，利用MATLAB 中的simulink 工具箱建立PMSM 數(shù)學模型。
[0018] 本實用新型的工作過程如下：
[0019] 將信號轉換器的USB 接口與PC 機的USB 接口相連，再將信號轉換器的A/D、D/A 接
口與PMSM 控制器連接，信號轉換器上電。PC 機使用MATLAB 中simulink 工具箱建立PMSM
數(shù)學模型，并將其生成動態(tài)鏈接庫(dll 文件)，然后通過在C# 實現(xiàn)動態(tài)鏈接庫的調用來完
成C# (UI) 中的參數(shù)與PMSM 電機模型的參數(shù)的通信，PC 機將PMSM 模型控制參數(shù)通過USB2.0
發(fā)送給PMSM 控制器進行處理，信號轉換器將PC 機傳來的虛擬物理信號轉換成真實物理信
號，然后傳送給PMSM 控制器；同時，由PMSM 控制器發(fā)出控制信號，信號轉換器將PMSM 控制
器發(fā)來的真實物理信號轉化成虛擬物理信號傳送給PC 機中的PWSM 模型，PC 機一方面接收
數(shù)據(jù)，根據(jù)接收到的控制信號對PMSM 電機模型參數(shù)進行調整，另一方面，PC 機采集PMSM 數(shù)
學模型的狀態(tài)參數(shù)并將其傳送到信號轉換器，經(jīng)信號轉換器將其轉換為真實物理信號傳送
給控制器，然后在控制器中完成控制算法，再將處理后的控制信號經(jīng)過信號轉換器轉換后
傳給PC 機被控對象的數(shù)學模型，如此反復的運行就形成了一個閉環(huán)的半物理仿真系統(tǒng)。
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