FPGA高速硬件在環(huán)仿真器實(shí)現電機控制器測試

　　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(hù)需要采集電機參數及原始數據。通過(guò)浮點(diǎn)仿真來(lái)驗證仿真結果是否與測量數據相符。然后采用定點(diǎn)仿真來(lái)驗證定點(diǎn)電機模型，確定精度是否達到要求、輸出結果是否令人滿(mǎn)意。完成定點(diǎn)模型驗證后，就可以進(jìn)入最終部署階段。

　　應對定點(diǎn)實(shí)現的挑戰

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

　　a. 歸一化系統

　　除了使用工程單位外，電氣工程師還使用歸一化系統。歸一化系統將電流、電壓、速率等統一度量，使其操作點(diǎn)的歸一化值接近1.0。歸一化系統的這一特點(diǎn)非常適用于定點(diǎn)實(shí)現。通過(guò)歸一化可將定點(diǎn)電機模型用于各類(lèi)不同電機。

　　使用歸一化系統以后，用戶(hù)可為定點(diǎn)電機模型選擇確定的預定義定點(diǎn)數據類(lèi)型。下表為部分選擇列表。

　　以上選擇都為極端情況（如電流過(guò)載等）留有余量。

　　確定以上參數的定點(diǎn)數據類(lèi)型可幫助用戶(hù)選擇內部計算單位的定點(diǎn)配置，如下圖中Idq至Iabc的轉換。